Ветроводородные энергетические системы

1. Ветроводородные энергетические системы
Студента групи ЕСВ-1403 Кашпарова М.В

2. Стремительное сокращение
запасов углеводородного топлива и
интенсивное развитие современной
энергетики и транспорта неизбежно
ведут человечество к
экологическому кризису .Учитывая
эту тревожную тенденцию ,многие
ученые и практики высказываются
в пользу альтернативного водорода
,запасы которого в водах Мирового
океана неисчерпаемы .К
неоспоримым преимуществам
водорода относятся приемлемость
для тепловых двигателей без
существенного изменения их
конструкции ,высокая теплотворная
способность и возможность
долговременного хранения.

3. С другой стороны ,проблема защиты окружающей среды
,воздушного бассейна и Мирового океана от непрерывного и
угрожающего роста загрязнений нефтью и продуктами
неполного сгорания оргтоплив ,в первую очередь жидкого
углеводородного горючего в дизельных двигателях
автомобилей ,стимулирует резкий рост интереса к
возможностям расширения производства водорода и
применение его в качестве топлива в разных отраслях
хозяйствования .

4. Сочетание ветровых и солнечно-ветровых энергоустановок
с водородным технологиями позволяет обеспечить
согласование процессов генерации и потребления энергии
Солнца и ветра расходуется потребителем непосредственно ,а
другая часть –на производство водорода и кислорода .Ценным
является то ,что полученные газы накапливается в
аккумуляторах водорода и по мере необходимости (в периоды
отсутствия первичных источников энергии ,пиковой мощности )
используются в электромеханических генераторах для
выработки электричества и теплоты.

5. При наличии ветра ветроэнергетическая
установка вырабатывает электроэнергию в
виде постоянного тока с напряжением 48 В,
которая через инвертор (преобразователь
постоянного напряжения 48 В в переменное
220 В) поступает к потребителю для его
нужд. Одновременно электроэнергия
используется для питания электролизера , в
котором расщепляется вода на водород и
кислород. Последние накапливается в
соответствующих емкостях.

6.  Отметим ,что перспективные методы
получения водорода в объемах
,необходимых для нужд промышленности
,все еще находятся на стадии опытных
разработок и лабораторных исследований
.К ним относятся технологии получения и
использования водорода из метана
,природных серосодержащих газов с
помощью плазменно-мембранной
технологии .При этом исключаются
катализаторы м традиционные
жидкостные системы газораспределения
.В опубликованных работах даны
сведения о создании производства новых
высокоэффективных электролизеров на
основе катионопроводящей мембраны.
Типоразмерный ряд доведен до
производительности водорода 20 … 100
м³/ч.
 Отметим разработку топливных
элементов двух типов : с
твердополимерным электролитом и
высокотемпературные с твердоокисным
электролитом .

7. Другим ветроводородным агрегатом является система , включающая в
себя ветроэнергетическую установку , электролизер , стабилизатор
постоянного напряжения ,блок коммутации и управления электролизерами ,
блок подготовки воды ,компрессоры ,баллоны для хранения сжатых газов ,
металлогидридные накопители .

8. Выходное напряжение генератора ВЭУ , являющееся
функцией скорости ветра по частоте и амплитуде ,через
стабилизатор постоянного напряжения подается на
выход электролизера , который должен обеспечить
возможность производства сжатых газов ( до давления
не менее 3 МПа).Блок управления обеспечивает
согласование мощность ,вырабатываемой ВЭУ ,с
мощностью ,используемой электролизером и другим
потребителями энергии в системе .Система может быть
дополнена устройствами ,преобразующими химическую
энергию газов ,выработанных электролизером ,в
электрическую энергию с требуемыми напряжением и
частотой .В качестве преобразователей могут быть
использованы электрохимические генераторы (ЭХГ),
газотурбинные установки ,установки с реализацией
цикла Стирлинга .

9. Отмечают что данная система интегрированных энергомодулей на
базе ветроводородных установок ,используя принципы накопления
достаточного количества газов О2 и Н2 в аккумуляторах и обеспечения
работы преобразователей ,например ЭХГ любой требуемой мощности ,
позволит получить уровень выходной мощности , значительно
превышающий первичную мощность ВЭУ.