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Estimador de duración del almacenamiento para pila de combustible

Estima durante cuántas horas puede una pila de combustible sostener una potencia eléctrica determinada usando una cantidad disponible de hidrógeno. El cálculo convierte la masa de H₂ en energía química mediante su poder calorífico inferior, aplica una eficiencia eléctrica y divide la energía útil resultante entre la carga solicitada. Es una forma práctica de dimensionar autonomía de respaldo o comparar distintas reservas de combustible. El resultado es teórico y supone una eficiencia media constante; en una instalación real, los límites de presión, la reserva mínima del depósito, el consumo auxiliar, la curva de eficiencia y la potencia mínima o máxima del equipo pueden reducir la autonomía efectiva.

Datos de entrada

kg
kWh/kg
%
kW
Resultado
—
Duración estimada del almacenamiento
Energía química disponible—
Energía eléctrica útil—
Autonomía equivalente—

1. Indica la reserva de H₂
Introduce la masa de hidrógeno realmente disponible para alimentar la pila.

2. Comprueba el poder calorífico
El valor predeterminado usa 33,33 kWh/kg como referencia de PCI; puedes sustituirlo si tu análisis usa otra base.

3. Ajusta la eficiencia eléctrica
Usa la eficiencia media esperada en el punto de operación relevante.

4. Introduce la carga
Añade la potencia eléctrica que debe suministrarse de forma sostenida.

5. Revisa la autonomía
La calculadora muestra horas y días equivalentes de funcionamiento continuo.

Energía química = Masa de H₂ × PCI
Energía eléctrica útil = Energía química × Eficiencia eléctrica ÷ 100
Duración = Energía eléctrica útil ÷ Carga eléctrica

Masa de H₂: hidrógeno disponible (kg).

PCI: poder calorífico inferior utilizado en el análisis (kWh/kg).

Eficiencia eléctrica: porcentaje de la energía química convertido en electricidad (%).

Carga eléctrica: potencia que debe mantenerse (kW).

Supuestos: La carga y la eficiencia se consideran constantes y toda la masa declarada es utilizable. Los consumos auxiliares deben incluirse en la carga o descontarse de la energía útil.

Qué significa el resultado

El valor principal resume el escenario introducido con las unidades mostradas. Utiliza el desglose para comprobar qué magnitudes están determinando el resultado.

Los resultados son estimaciones basadas en los datos introducidos y en el modelo simplificado descrito en esta página.

Datos:

  • Hidrógeno disponible: 80 kg
  • PCI: 33,33 kWh/kg
  • Eficiencia: 52 %
  • Carga: 60 kW

Cálculo:
Energía química = 80 × 33,33 = 2.666,4 kWh
Energía útil = 2.666,4 × 0,52 = 1.386,53 kWh
Duración = 1.386,53 ÷ 60 = 23,11 h

Resultado: 23,11 horas

Interpretación: La reserva permitiría sostener 60 kW durante algo menos de un día bajo las hipótesis introducidas.

¿Por qué se usa el PCI y no el PCS?

El PCI es una base habitual para expresar la energía útil del hidrógeno en sistemas de conversión. Si tu documentación usa PCS, introduce el valor correspondiente y mantén coherencia con la eficiencia utilizada.

¿Debo restar una reserva mínima del depósito?

Sí. Introduce solo la masa realmente utilizable si parte del hidrógeno debe mantenerse como reserva técnica o no puede extraerse en condiciones normales.

¿Qué pasa si la carga cambia durante el tiempo de respaldo?

Esta calculadora usa una carga constante. Para un perfil variable, calcula la energía consumida por intervalos y compárala con la energía eléctrica útil disponible.

¿La eficiencia es constante a cualquier potencia?

No necesariamente. Muchas pilas de combustible cambian de eficiencia con la carga, la temperatura y otras condiciones; utiliza una eficiencia representativa del régimen analizado.

¿En qué se diferencia de un cálculo de tamaño del sistema?

La duración parte de una reserva de combustible y una carga para estimar horas. El dimensionado parte de una demanda objetivo para determinar cuánta potencia instalada se necesita.