Разработка перспективной металлогидридной системы энерго-аккумулирования на базе топливных элементов для ветровой энергетики
Ключевые слова:
топливные элементы, металлогидридный аккумулятор водорода, энергообеспечениеАннотация
Водород является одним из самых энергоемких и экологически чистых энергоносителей, поэтому его использование для работы топливных элементов (ТЭ) позволяет создавать эффективные системы автономного энергообеспечения. Энергоустановки на базе ТЭ характеризуются высоким коэффициентом полезного действия и экологической безопасностью. Особый интерес представляют энергоустановки на основе низкотемпературных щелочных ТЭ мощностью от 1 до 20 кВт, которые могут найти широкое применение в качестве источников автономного питания для потребителей жилого сектора. Размещение таких автономных установок предполагается в непосредственной близости от потребителя энергии, что требует от систем топливообеспечения высокого уровня безопасности, надежности и экологичности. Этим требованиям отвечают системы хранения водорода на основе обратимых металлогидридов (МГ), способных поглощать и выделять водород. Одним из основных компонентов автономной системы энергообеспечения является металлогидридный аккумулятор водорода многократного действия. Для эффективности работы системы «ТЭ – МГ аккумулятор водорода» необходимо разработать методику определения основных ее технических характеристик еще на этапе создания и в процессе исследования этих характеристик. В статье представлена разработанная схема ветроэнергетической установки с водородным накопителем энергии, выбран ТЭ и проведен анализ работы ТЭ с МГ системой аккумулирования водорода. Полученные результаты позволили определить закономерность между количеством отобранного тепла от ТЭ для десорбирования водорода с последующим его использованием для прироста мощности топливного элемента и обеспечения характеристик сети потребителя. Показано, что применение комплексного подхода к изучению перспективной схемы аккумулирования и использования энергии ветра позволит решить проблему сглаживания неравномерности поступления энергии от возобновляемых источников.Библиографические ссылки
Ma, Zh., Eichman, J., & Kurtz, J. (2018). Fuel cell back up power system for grid-service and micro-grid in telecommunication applications. ASME 12th Intern. Conf. on Energy Sustainability, June 24–28, 2018, Lake Buena Vista, FL, USA, pp. 1–9. https://doi.org/10.1115/es2018-7184.
Tarasov, B. P. (2011). Metal-hydride accumulators and generators of hydrogen for feeding fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy, vol. 36, iss. 1, pp. 1196–1199. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.07.002.
Chorna, N. A. (2019). Rozrobka vodnevoi systemy rezervuvannia ta akumuliuvannia enerhii na osnovi metalohidrydnykh system zberihannia vodniu [Development of hydrogen system of energy storage on the basis of metal hydride systems of hydrogen storage]. Informatsiini tekhnolohii: nauka, tekhnika, tekhnolohiia, osvita, zdorovia [Information technology: science, technology, technology, education, health]: abstracts of the XXVII International Scientific Conference MicroCAD-2019, May 15-17,2019, in four parts, part I, pp. 273 (in Ukrainian).
Solovey, V. V., Shmalko, Yu. F., & Lototskiy, M. V. (1998). Metallogidridnyye tekhnologii. Problemy i perspektivy [Metal hydride technologies. Problems and prospects]. Problemy mashinostroyeniya – Journal of Mechanical Engineering, vol. 1, no. 1, pp. 115–132 (in Russian).
Matsevityy, Yu M., Solovey, V. V., & Chernaya, N. A. (2006). Povysheniye effektivnosti metallogidridnykh elementov teploispolzuyushchikh ustanovok [Increasing the efficiency of metal hydride elements of heat-using plants]. Problemy mashinostroyeniya – Journal of Mechanical Engineering, vol. 9, no. 2, pp. 85–93 (in Russian).
Solovey, V. V., Koshelnik, A. V., & Chernaya, N. A. (2012). Modelirovaniye teplomassoobmennykh protsessov v metallogidridnykh teploispolzuyushchikh ustanovkakh [Modeling of heat and mass transfer processes in metal hydride heat-using plants]. Promyshlennaya teplotekhnika – Industrial Heat Engineering, vol. 34, no. 2, pp. 48–53 (in Russian).
Solovey, V., Khiem, N. T., Zipunnikov, M. M., & Shevchenko, A. (2018). Improvement of the membrane-less electrolysis technology for hydrogenand oxygen generation. French-Ukrainian Journal of Chemistry, vol. 6, no. 2, pp. 73–79. https://doi.org/10.17721/fujcV6I2P73-79.
Solovey, V., Kozak, L., Shevchenko, A., Zipunnikov, M., Campbell, R., & Seamon, F. (2017). Hydrogen technology of energy storage making use of wind power potential. Journal of Mechanical Engineering, vol. 20, no. 1, pp. 62–68. https://doi.org/10.15407/pmach2017.01.062.
M&M (MarketsandMarkets), (Dallas, TX Market Research Company and Consulting Firm). Аналитический отчет «Fuel Cell Technology Market: By Applications (Portable, Stationary, Transport), Types (PEMFC, DMFC, PAFC, SOFC, MCFC), Fuel (Hydrogen, Natural Gas, Methanol, Anaerobic Digester Gas) & Geography – Global Trends and Forecast to 2018» [Electronic resource]. URL: http://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/fuel-cell-market-348.html.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 Yurii M. Matsevytyi, Yurii M. Matsevytyi, Natalia A. Chorna, Andrii A. Shevchenko, Andrii A. Shevchenko
![Лицензия Creative Commons](http://i.creativecommons.org/l/by-nd/4.0/88x31.png)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).