Розробка перспективної металогідридної системи енергоакумулювання на базі паливних комірок для вітрової енергетики
Ключові слова:
паливні комірки, металогідридний акумулятор водню, енергозабезпеченняАнотація
Водень є одним з найбільш енергоємних і екологічно чистих енергоносіїв, тому його використання для роботи паливних комірок (ПК) дозволяє створювати ефективні системи автономного енергозабезпечення. Енергоустановки на базі ПК характеризуються високим коефіцієнтом корисної дії та екологічною безпекою. Особливий інтерес становлять енергоустановки на основі низькотемпературних лужних ПК потужністю від 1 до 20 кВт, які можуть знайти широке застосування як джерела автономного живлення для споживачів комунально-житлового сектора. Розміщення таких автономних установок передбачається в безпосередній близькості від споживача енергії, що вимагає від систем паливозабезпечення високого рівня безпеки, надійності та екологічності. Цим вимогам відповідають системи зберігання водню на основі обернених металогідридів (МГ), здатних поглинати і виділяти водень. Одним з основних компонентів автономної системи енергозабезпечення є металогідридний акумулятор водню багаторазової дії. З метою забезпечення ефективності роботи системи «паливна комірка – металогідридний акумулятор водню» необхідно розробити методику визначення основних її технічних характеристик ще на етапі створення і в процесі дослідження цих характеристик. У зв'язку з цим основними задачами дослідження є розробка технологічної схеми металогідридної системи енергозабезпечення на базі паливних комірок, вибір ПК і проведення аналізу їх роботи з металогідридною системою акумулювання водню. На основі системного аналізу запропонованого варіанта технічної схеми отримано результати, які дозволили визначити закономірність між кількістю відібраного тепла від ПК під час десорбції водню з подальшим його використанням для збільшення потужності паливної комірки і забезпечення пропускної здатності мережі споживача. Визначено, що застосування комплексного підходу до вивчення перспективної схеми акумулювання і використання енергії вітру дозволить вирішити проблему згладжування нерівномірності надходження енергії від поновлюваних джерел, а використання в складі вітроенергетичного комплексу оригінальної електролізної технології підвищує її конкурентоспроможність на ринку технічних засобів, орієнтованих на отримання водню.Посилання
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.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Yurii M. Matsevytyi, Yurii M. Matsevytyi, Natalia A. Chorna, Andrii A. Shevchenko, Andrii A. Shevchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
