Híbridos y Eléctricos

MEJOR APROVECHAMIENTO DE CALOR

Fraunhofer IFAM idea un método para aumentar la autonomía en trenes de hidrógeno

El Fraunhofer IFAM trabaja en un proyecto que utiliza el calor residual de la pila de combustible de trenes de hidrógeno para regular la temperatura del interior de los vagones. De esta manera, dicen, se podrá aumentar la autonomía mínima de los trenes de pila de combustible en un 20 por ciento.
Estructura celular con tubo de transferencia de calor integrado como base para optimizar la distribución de la temperatura en la superficie.
Estructura celular con tubo de transferencia de calor integrado como base para optimizar la distribución de la temperatura en la superficie.

La tecnología del hidrógeno quiere tener su papel en la descarbonización del transporte, también en los ferrocarriles del futuro. Aunque cuenta con ciertos inconvenientes importantes a día de hoy, sus potenciales ventajas no son ajenas para muchas compañías e instituciones como el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM de Dresde (Alemania), que está investigando en este tipo de transporte 'cero emisiones' y ha anunciado una nueva tecnología para conseguir trenes de hidrógeno con mayor autonomía.

El Fraunhofer IFAM está convencida de que, en el futuro, los trenes regionales estarán equipados con pilas de combustible. Partiendo de esa base, están investigando para tener trenes con mejor autonomía y menos ruido, en definitiva, más eficientes y más confortables para el pasajero.

En su proyecto "Heat2Comfort", financiado por el Ministerio Federal de Economía y Energía alemán, dicho Instituto está trabajando en un nuevo enfoque para la utilización del calor residual en el sistema de climatización de dichos vehículos. La idea central del planteamiento es utilizar el calor residual de la pila de combustible para regular la temperatura del interior de los vagones y cubrir así las necesidades de calefacción y aire acondicionado. El objetivo es aumentar la autonomía mínima de los trenes de pila de combustible en un 20 %.

Esto significa que el calor residual puede utilizarse incluso para la climatización interior en verano, alimentando una bomba de calor de absorción con el calor residual de la pila de combustible para generar el aire acondicionado. De este modo, la electricidad de la pila de combustible puede utilizarse de forma concentrada para la propulsión y no tiene que utilizarse para la climatización.

En los vehículos actuales se destina hasta un 25 % de la demanda total de energía para la climatización de los vagones y la cabina del conductor. El uso eficiente del calor residual disponible de las pilas de combustible es un factor importante que influye en el aumento de la autonomía. Al mismo tiempo, se pretende aumentar el confort de los pasajeros tanto térmica como acústicamente.

Los investigadores del proyecto se ocupan de acoplar la fuente de calor, es decir, la pila de combustible, con los distintos usos del calor en forma de refrigeración por absorción y calefacción de habitaciones. Esto se hace mediante unidades de almacenamiento de PCM (materiales de cambio de fase) en las que se utilizan estructuras de fibra para adaptar la capacidad de las mismas. Además, se tiene en cuenta la activación térmica de las superficies interiores y otros accesorios, como las estructuras de las mesas y los asientos.

En este proyecto también se aprovechan la experiencia y resultados obtenidos en otro proyecto denominado "Hybrid-FHKL", en el cual se desarrollaron e investigaron superficies híbridas de calefacción y refrigeración con aire acondicionado para edificios. El uso de metales celulares para generar temperaturas superficiales uniformes es una cuestión central que también es relevante en "Heat2Comfort".

El Fraunhofer IFAM tiene como socios en este proyecto a DB Systemtechnik GmbH y DB RegioNetz Verkehrs GmbH, filiales de la Deutsche Bahn AG, la mayor compañía ferroviaria de Alemania, así como a las compañías Hörmann Vehicle Engineering GmbH, Wärmetauscher Sachsen GmbH y el Instituto de Tratamiento del Aire y Refrigeración Gemeinnützige Gesellschaft mbH.

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