Normativa:Pilas de Combustible-Hidrógeno
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Madrid EcoCity 2012
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Normativa: Pilas de Combustible-Hidrógeno
2012
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1 Pilas de Combustible-Hidrógeno
Prólogo
Estimados compañeros, amigos y competidores
Es un honor presentaros la Primera Competición Internacional Urbana, Madrid EcoCity, que se celebrará del 13 al 15 de Abril de 2012 en Madrid, en un circuito urbano.
Madrid Eco City 2012 se puede definir como:
- Un foro para la exhibición de las posibilidades y los alcances de las energías renovables en el sector automotriz.
- Una exposición sobre los últimos avances en nuevos desarrollos tecnológicos.
Dentro de la Competición, también se podrá disfrutar de:
- Zona Expo Interactiva: un espacio que transporta al público al futuro inmediato de la tecnología y donde los visitantes podrán interactuar con los elementos expuestos.
- Área de pruebas: una zona donde podrás testar nuevas formas de transporte sostenible, coches eléctricos e híbridos, motos y quads eléctricos, citybikes y bicicletas eléctricas, skates y patinetes eléctricos y prototipos solares.
Con vuestra colaboración y participación, no queremos que quede en un evento de 2012, sino crecer y hacer una Competición duradera en España.
Les deseo una exitosa participación en Madrid EcoCity 2012. Javier Marcos Córdoba Director Técnico Deportivo
2 Pilas de Combustible-Hidrógeno
Índice
1. Organización…………………………………………………………4
2. Pilas de Combustible-Hidrógeno…………………………………….5
2.1. Sistema de combustible………………………………………5
2.2. Botellas de hidrógeno…..…………………………………….6
2.3. Unión botella-reductor……………..………………………....7
2.4. Reductor de dos etapas………………………………………8
2.5. Válvula solenoide……………………………………………8
2.6. Caudalímetro………………………………………………...8
2.7. Ventilación………………………………………………......9
2.8. Detector de hidrógeno……………………………………….9
2.9. Dispositivos………………………………………………….9
2.10. Tuberías y conexiones……………………………………….10
2.11. Circuito eléctrico y sistema electrónico……………………...11
2.12. Batería de arranque externa………………………………….11
2.13. Super condensador…………………………………………...11
3 Pilas de Combustible-Hidrógeno
2.14. Clasificación………………………………………………….12
2.15. Anexo 1……………………………………………………….13
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1. Organización
Madrid EcoCity es un evento orientado a promover una movilidad sostenible organizado por Last Lap SLU (www.lastlap.com).
Datos de contacto:
La Granja, 27 Javier Marcos – Director Técnico Deportivo
28108 Alcobendas – Madrid e-mail: [email protected] Tel: +34 687 29 28 32
Tel: +34 91 661 15 00. Vicente Colomer – Director de Carrera y Relación con los Participantes
Fax: +34 91 662 71 37. e-mail: [email protected] Tel: +34 609 67 67 23
La organización de Madrid EcoCity se reserva el derecho a cualquier modificación previo aviso a los equipos participantes.
5 Pilas de Combustible-Hidrógeno
2. Pilas de Combustible-Hidrógeno
2.1. Sistema de combustible
El sistema de combustible debe estar en una zona fácilmente accesible para las inspecciones y las medidas.
La pila de combustible debe ponerse en marcha por ella misma. La electricidad necesaria para la regulación de la temperatura, el ventilador, compresor, sistema de gestión electrónica y el motor eléctrico debe ser suministra por la propia pila de combustible y no por la batería incorporada.
El sistema de hidrógeno tiene que diseñarse como se indica a continuación:
Regulador de Presión
Botella de Hidrógeno
Válvula de apagado de emergencia
Caudalimetro
Pila de Combustible
6 Pilas de Combustible-Hidrógeno
El caudalímetro se une a la entrada de la pila de combustible, y ambos deben de estar a la misma presión.
2.2. Botellas de hidrógeno
Las botellas serán aportadas por la organización. Los equipos deberán tener montado todo el sistema de abastecimiento de hidrógeno a excepción de la botella (y el reductor aportado)
Para Urban Concepts: Para Prototipos:
BOTELLA TIPO B1 (capacidad geométrica de 1 litro de agua): BOTELLA TIPO B04 (capacidad geométrica de 0,4 litros de agua):
• Longitud: 34 cm. • Diámetro: 14 cm. • Presión de llenado: 150 bar. • Contenido de H2: 0,14 m3 de gas.
• Longitud: 53 cm. • Diámetro: 4 cm (botella). • Ancho máximo en zona grifo + boca conexión: 8 cm. • Presión de llenado: 150 bar.
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Las botellas serán instaladas en los vehículos bajo la supervisión de un comisario. Una vez acabada el día de entrenamientos o competición las botellas quedarán en posesión de la organización, hasta la jornada siguiente.
2.3. Unión botella-reductor
La orientación de la botella en el vehículo es bastante importante para garantizar el abastecimiento, debe de estar acostada.
Es importante que la célula esté en un punto bajo del chasis, y la posición sea horizontal.
La unión botella-reductor deberá permitir un fácil montaje y desmontaje, por lo que esta unión deberá ser idealmente flexible.
El utilizado para la competición es el tipo E.
La entrada al reductor debe ser de 200 bares.
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2.4. Reductor de dos etapas
El reductor de dos etapas deberá reducir la presión de hidrógeno de 200 bar a 3 bar.
El reductor será proporcionado por la organización (a través de Air Liquide España), junto con la botella de hidrógeno. La entrada a la válvula solenoide debe de tener las características que aparecen en la ficha del reductor que proporciona la organización.
Las características del reductor, se adjuntan en el Anexo 1.
2.5. Válvula solenoide
La válvula solenoide, es de presencia obligatoria en el circuito de abastecimiento de hidrógeno.
Deberá interrumpir el abastecimiento de hidrógeno cuando ocurra un corte de energía, por parte del sistema de seguridad.
2.6. Caudalímetro
Es válido el caudalímetro utilizado en otras competiciones similares.
Será revisado por los comisarios.
Debe de estar en una zona visible y accesible cuando el vehículo esté cerrado, y no puede ser accesible por el piloto en la posición normal de conducción.
Regulador de Presión
200 bar 3 bar
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2.7. Ventilación
El vehículo debe de estar provisto en el punto más alto del compartimento de la célula de combustible de un orificio de al menos 50 para evitar la acumulación de hidrógeno. El mismo orificio debe de estar en el compartimento del piloto.
Será revisado por los comisarios.
2.8. Detector de hidrógeno
Un sensor de hidrógeno debe de instalarse en el compartimento de la célula de combustible, al lado del orificio mencionado en el apartado anterior. Este sensor de hidrógeno debe de manejar la válvula de parada de emergencia y el relé que se menciona a continuación.
El nivel de disparo del sensor de hidrógeno debe estar sintonizado en el 25% del LEL (Límite inferior de explosión) de hidrógeno, es decir, 1% de hidrógeno en aire.
Algunas de las células de combustible comerciales ya llevan el detector de hidrógeno incorporado.
Será revisado por los comisarios.
2.9. Dispositivos
El restablecimiento del sensor de hidrógeno y los componentes electrónicos, se debe de hacer manualmente mediante un interruptor situado en el compartimento de la pila de combustible. Este interruptor no puede ser accesible desde el compartimento del piloto, para evitar que este pueda accionarlo.
El circuito de suministro de hidrógeno debe estar equipado con una válvula de emergencia, que se debe cerrar cuando suceda un corte de corriente eléctrica. Esta válvula debe estar situada inmediatamente después del regulador de presión; y el regulador de presión debe estar conectado directamente a la botella de hidrógeno.
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La fuente de alimentación del motor debe ser automáticamente cortada al mismo tiempo que la válvula de emergencia. Esto se logrará mediante un relé a prueba de fallos.
La válvula de emergencia y el relé deben ser activados en las tres situaciones siguientes:
• Si se supera el LEL del hidrógeno.
• A través de un botón de emergencia situado en el exterior del vehículo. Una flecha roja de 100 mm de largo y 30 mm de ancho se debe colocar en la carrocería del vehículo indicando claramente la situación del botón.
• A través de otro botón de emergencia, accesible por el piloto en la posición normal de conducción.
Por medio de las tres situaciones especificadas arriba, la válvula de emergencia y el relé deben de actuar simultáneamente.
Lo comentado anteriormente será revisado por los comisarios.
El uso de oxigeno o reservas de aire comprimido está prohibida.
2.10. Tuberías y conexiones
Tanto tuberías como conexiones del circuito de hidrógeno deben ser compatibles y estar diseñados para usar hidrógeno.
El jefe de equipo durante las inspecciones técnicas deberá presentar las fichas técnicas del fabricante de los tubos y conectores para demostrar que son aptos para usar hidrógeno.
Si la presión en el circuito de hidrógeno es superior a 1.5 bar absolutos (que equivale a 0.5 bar a la presión atmosférica), las tuberías y conectores deben ser de acero; además los conectores deben ser de tipo tornillo.
Si la presión en el circuito de hidrógeno es inferior a 1.5 bar absolutos (que equivale a 0.5 bar a la presión atmosférica), se aceptan tuberías flexibles y conectores que no sean de forma tornillo.
Una tubería de purga es obligatoria y el extremo del tubo debe estar fuera del vehículo.
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2.11. Circuito eléctrico y sistemas electrónicos
Todos los componentes eléctricos y electrónicos deben ser de material transparente o al menos tener una tapa transparente.
Un fusible debe colocarse en el terminal positivo de la pila de combustible.
La corriente de fusión del fusible (expresada en amperios) debe ser inferior que el área activa (expresada en ) de la célula de combustible. Por ejemplo si la superficie activa de una célula de 20 células de pila es de 60 , la corriente de fusión no debe exceder de 60 amperios.
En el super-condensador, un fusible debe estar instalado en el terminal positivo del paquete de super-condensadores. Su corriente de fusión debe ser inferior a la corriente eléctrica que corresponde a una potencia eléctrica de 300 Vatios para los vehículos experimentales y 1000 Vatios para los vehículos de ciudad. Por ejemplo, si un vehículo experimental, su paquete de super-condensadores tiene una tensión máxima de 15 Voltios, el fusible del punto de ajuste no debe superar los 20 amperios (300W/15V).
2.12. Batería de arranque externa
Una batería externa se puede utilizar en la línea de salida para iniciar el sistema de la pila de combustible. Tan pronto como el vehículo empiece a moverse, esta batería debe ser desconectada.
Si se usa esta batería, dos conectores deben instalarse fuera del vehículo para permitir una conexión y desconexión rápida.
Esta batería no puede sustituir a la batería a bordo del vehículo que sirve para alimentar el paro de emergencia, el claxon, motor de arranque y sistema de alumbrado para urban concepts.
2.13. Super-condensador
El estado de carga del super-condensador será revisado antes y después de cada carrera mediante la medición de la tensión del super-condensador.
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La tensión registrada después de la carrera debe ser al menos igual a la tensión registrada antes de la carrera. En el caso de que no suceda así, el super-condensador debe ser recargado mediante la ejecución de la pila de combustible hasta que su voltaje sea igual a la tensión registrada antes de la carrera.
El tiempo adicional requerido para recargar el super-condensador ejecutando la pila de combustible después de la competición, se añadirá al tiempo registrado de la carrera correspondiente.
Para la protección contra cortocircuitos, ver artículo 4.1.3., de la Normativa General.
2.14. Clasificación
Antes de salir los comisarios anotarán el valor que aparece en el caudalimetro. Al finalizar la tanda, siempre que se cumplan las condiciones de tiempo máximo y velocidad medida mínima indicada, los comisarios
anotarán el valor que aparece en él caudalímetro.
El resultado final será expresado en km/kWh. Recordar que los vehículos de hidrógeno tienen su propia clasificación.
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2.15. Anexo 1
