АККУМУЛИРОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ВИДЕ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГИИ

АННОТАЦИЯ

Данная статья посвящена способу получения водородной энергии от солнечных батарей наряду с получением электроэнергии или аккумулированием солнечной энергии в виде водородной энергии. Также приведены принципиальные схемы, принципы работы и параметры комбинированных электростанций для получения водородной энергии от солнечных энергии.

ABSTRACT

This article is devoted to a method for obtaining hydrogen energy from solar panels along with generating electricity or storing solar energy in the form of hydrogen energy. Schematic diagrams, operating principles and parameters of combined power plants for generating hydrogen energy from solar energy are also given.

Ключевые слова: Солнечная энергия, возобновляемые источники энергии, водородная энергетика, комбинированная электростанция, постоянный ток, инвертор, контроллер, энергия топлива, ресивер, накопитель энергии.

Keywords: Solar energy, renewable energy sources, hydrogen energy, combined power plant, direct current, inverter, controller, fuel energy, receiver, energy storage.

В последние годы большое внимание уделяется использованию возобновляемых источников энергии, так как традиционные энергоресурсы ограничены и производство электроэнергии с их использованием создает серьезные экологические проблемы.

Солнечная энергия является наиболее возобновляемой энергией, доступной на Земле. Именно поэтому использование солнечной энергии становится все более популярным. Но и с этим есть некоторые проблемы. В частности, солнечные панели не обеспечивают потребителям бесперебойным питанием из-за отсутствия солнечного света в ночное время, когда используются солнечные панели, а также трудно поддерживать электроэнергию, вырабатываемую сверх потребления, при высокой интенсивности солнечного излучения. Обычно эту проблему решают аккумуляторы. Однако сегодня ведущие специалисты предлагают в качестве решения проблемы сочетание водородной энергетики и электростанций на солнечных батареях  [1].

При этом избыток электроэнергии, потребляемой потребителями, запасается в виде водородного топлива. Когда потребность в электроэнергии высока, она используется для выработки электроэнергии из хранящегося водорода. Сохраненная водородная энергия также может быть использована в качестве источника тепла. Предлагаемая принципиальная схема солнечной панели и водородной электростанции показана на рис. 1.

Хотя комбинированная электростанция в приведенной выше схеме может обеспечить потребителей бесперебойным электроснабжением, стоимость электроэнергии будет несколько выше. Уменьшение себестоимости электроэнергии, вырабатываемой на данном типе электростанции, может быть достигнуто путём внесения некоторых изменений в схему на рис.1. То есть энергия постоянного тока, генерируемая солнечной панелью, передается непосредственно на электролизер через инверторное устройство, не передаваясь потребителю.

Рисунок 1. Принципиальная схема комбинированной солнечной электростанции

Электричество от солнечной панели используется для полного выделения водорода. Используя водородную энергию в качестве топлива, вырабатывается синусоидальный переменный ток, который передается потребителю через обычную схему «турбина – синхронный генератор». В этом случае, инверторное устройство выходит за пределы схемы комбинированной электростанции. В результате качество электроэнергии повысится, а стоимость снизится. Естественно, при использовании этой схемы мощность солнечной панели следует выбирать немного большей, чем мощность турбины.

Рисунок 2. Принципиальная схема непрямой комбинированной силовой установки

Удобство транспортировки и экологичность водородной энергии создали спрос на использование в качестве топлива.

Для аккумулирования водород хранят как простое вещество в чистом виде, либо в виде химических соединений с высоким содержанием водорода.

Технические параметры предлагаемых схем можно проанализировать следующим образом [2]:

Электрический КПД ПТ равен:

Объёмный расход водорода для ПТ:

Электрическая мощность электролизёра, производящего поток водорода, будет равна:

Таблица 1.

Сравнение различных технологий аккумулирования энергии для систем киловаттного класса [3].

Выводы. Также растет внимание к возобновляемым источникам энергии из-за неравномерного распределения энергетических ресурсов по всему миру и ограниченности природных ресурсов энергоресурсов. В настоящее время актуальным является не только их широкое использование, но и вопрос повышения эффективности их использования. поэтому проводится анализ этого комбинированного метода использования солнечной энергии с большим потенциалом. мы считаем, что приведенные выше схемы могут быть технической основой даже при отсутствии четкого решения существующей проблемы в энергетике.

Список литературы:

1. Мадусманов А., Хусанов Ш.Х., Ан А.Д. Энергосбережение на линиях постоянного тока (на узбекском языке). Материалы международной конференции «Инновационное развитие нефтегазовой отрасли, современная энергетика и их актуальные проблемы». Ташкент, 26 мая 2020 г. С. 865-866.
2. Радченко Р.В., Мокрушин А.С., Тюльпа В.В. “Водород в энергетике” Екатеринбург. Издательство Уральского университета 2014 г.
3. “Водородные энергетические технологии”. Материалы семинара лаборатории ВЭТ ОИВТ РАН. Выпуск 1. Москва 2017 г.