1ER CONGRESO IBEROAMERICANO DE ESTUDIANTES DE INGENIERÍA ELÉCTRICA (I CIBELEC 2004) P-55 Resumen—Este artículo describe un modelo dinámico para una planta de celda de combustible de oxido sólido en operación aislada, que puede ser empleado para el estudio de dinámica lenta. El modelo es aplicado para evaluar y analizar el comportamiento de la celda de combustible en el seguimiento a un escalón de carga. Los resultados obtenidos indican que la celda de combustible posee una respuesta lenta en forma de rampa, ante un cambio en la demanda en forma de escalón. El modelo desarrollado, resulta ser simple e incluye la dinámica electroquímica de la celda de combustible y puede proveer una herramienta útil para la simulación. Palabras claves—Celda de combustible, Generación distribuida, Seguimiento de carga, Simulación dinámica I. INTRODUCCIÓN La desregulación y la liberación de las ataduras de los mercados en algunos países a lo largo del mundo han dado nuevas perspectivas para la especialización de pequeños negocios en la generación de energía. Típicamente, los generadores de pequeña escala conectando en algún punto de la red de distribución son denominados generación distribuida (GD). Por ahora, la GD comprende una pequeña fracción de la capacidad total, sin embargo, se espera que en un futuro muy cercano la situación cambie a favor de la GD. Algunos pronósticos apuntan que para el ano 2010 aproximadamente el 30% de la nueva capacidad instalada sea GD [1]. Varias tecnologías están siendo usadas en aplicaciones de GD con un variado grado de éxito. Algunos de ellos son: turbinas eólicas, plantas hidráulicas a pequeñas escala, biomasas, micro turbinas, arreglos fotovoltaicos, y celdas de combustible. Una celda de combustible es un dispositivo que convierte directamente la energía química del combustible en energía eléctrica. Recientes avances en la tecnología de las celdas de combustible han mejorado significativamente las características técnicas y económicas de esta tecnología [2]. Ambientalmente amigables, operación prácticamente libre de ruido, y una muy alta eficiencia combinado con posibilidad del uso de variedad de combustibles, hace de las celdas de combustible un muy buen competidos en el futuro mercado de Manuscrito recibido el 29 de Marzo de 2004 F. M. G. L. está con la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional, Carretera Nacional Maracay-Mariara Frente a Base Aérea Mariscal Sucre, Núcleo Maracay, Departamento de Ingeniería Eléctrica, Maracay, Estado Aragua, Venezuela, Tlf. +58-243-5546954, Fax: +58-244-5546923, E-mail: fglongatt@ieee.org. la electricidad [3]. Además de todo esto, se debe resaltar que los generadores basados en el proceso de celdas de combustible exhiben otras importantes propiedades como su tamaño compacto, modularidad, y controlabilidad [4]-[6]. En [3],[7] se muestra que el seguimiento de la carga y la regulación compromete una parte substancial de los servicio en operación interconectada, lo cual esta favorablemente estimulando a los poseedores de GD a participar en la provisión de estos servicios auxiliares. Hay, sin embrago, algunos retos tecnológicos asociados con la tecnología de celda de combustible lo cual puede representar ciertas dificultades para esos servicios [3]. Las plantas de celda de combustible pueden, así, transformarse de una gran parte de la generación mixta en el futuro [8]. La interconexión con la redes de distribución de estas plantas de celda de combustible, se esperan que introduzcan y potencialmente dominen los modos dinámicos locales resultado de lo siguiente: • La respuesta de varios lazos de control de la planta. • La interacción de la planta con la inercia y los controles de otros tipos de GD (por ejemplo, turbina a gas). • La interacción de la GD combinada con los sistemas de transmisión [9]-[10]. Un aspecto importante en la planificación de la generación a partir de celdas de combustible es, de hecho, el efecto en la estabilidad del sistema. Debido a que el fenómeno dinámico se hace mas pronunciado con incrementos en el nivel de penetración [9], su estudio sistemático permite a los planificadores lograr lo siguiente. • Optimizar el desempeño del sistema con respecto al tamaño de la generación, tipo de generación incluyendo la mezcla de varios recursos, y localización. • Definir funciones de control jerárquicas y centralizadas para el voltaje, potencia y regulación de voltaje [8],[10]. A fin de llevar a cabo tales estudios de planificación, modelos dinámicos apropiados para plantas de celdas de combustible son requeridos, los cuales combinados con otros tipos de generación distribuida, pueden proveer un adecuado modelo dinámico para asegurar estabilidad y correcto desempeño. Modelos transitorios han sido desarrollados para plantas autónomas de varios tipos de celdas de combustible [4],[6],[8],[11],[12]. El principal énfasis en este artículo es el desarrollo de un modelo dinámico para una celda de combustible que opere en forma aislada siguiendo la carga. Este modelo es definido por Modelo Dinámico para Celda de Combustible: Aplicación en Generación Distribuida Francisco M. González-Longatt