Статья:

Использование возобновляемых источников энергии с водородным накопителем для системы энергоснабжения потребителя

Конференция: LXXXV Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Науки о Земле

Выходные данные
Суомалайнен А.А. Использование возобновляемых источников энергии с водородным накопителем для системы энергоснабжения потребителя // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. LXXXV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 16(85). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/16(85).pdf (дата обращения: 27.10.2020)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Использование возобновляемых источников энергии с водородным накопителем для системы энергоснабжения потребителя

Суомалайнен Анна Алексеевна
магистрант, Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Университет Информационных Технологий, Механики и Оптики, РФ, г. Санкт-Петербург
Дидиков Александр Евгеньевич
научный руководитель, канд. техн. наук, Санкт-Петербургский Национальный Исследовательский Университет Информационных Технологий, Механики и Оптики, РФ, г. Санкт-Петербург

 

Аннотация. Проделан анализ и рассмотрены основные элементы автономного энергокомплекса, работающего с использованием водородного цикла на примере энергоснабжения метеорологической станции. В рассмотренном энергокомплексе генерация электроэнергии идёт за счёт совместной работы ВЭУ и водородной электрохимической системы. Разработаны алгоритм и модель для электроснабжения заданного потребителя с помощью ВИЭ и водородного аккумулирования энергии. Показано, что использование водородного аккумулирования повышает эффективность использования ВИЭ. По результатам, представленным в данной работе, период окупаемости проекта составит 0,05 года что показывает высокую рентабельность проекта.

 

Ключевые слова: энергосбережение, возобновляемая энергетика, электролизер.

 

Введение. Разбирая перечень проблем современной энергетики России, можно выделись следующие:

  • проблема наличия легкодоступных энергоресурсов, ведущая к снижению выработки электроэнергии с использованием нефтепродуктов и газа. Следовательно, потребуется их замещение для эффективного энергоснабжения;
  • проблема выбросов и утилизации отходов использованных ресурсов;
  • проблема разработки новых установок возобновляемой энергетики

Один из путей решения проблем - переход на новый технологический уровень, который обеспечит более высокие показатели эффективности, лучшую защиту окружающей среды и большую надежность.

Целью данной работы является обеспечение автономного энергоснабжения метеорологической станции в районе Кольского полуострова, работающей только на ветровой энергии, так как она является наиболее универсальной и повсеместно доступной.

Описание проблемы. Исследуемая национальная метеорическая станция расположена на северо-востоке Кольского полуострова. Предполагается, что объект расположен в труднодоступных районах, а его энергоснабжение осуществляется от каскада Серебрянских ГЭС по одноцепной ЛЭП. В случае аварии на линиях электропередач идёт полное обесточивание потребителей, происходит переподключение на резервное питание от аварийного дизель-генератора. 

Беря во внимание удаленность от ЛЭП, целесообразно будет использовать автономную систему энергоснабжения, состоящую из ветроэнергетической установки (ВЭУ) и системы аккумуляции энергии на основе водородной энергетики.

Для расчётов были взяты среднегодовые данные по скорости ветра, и рассмотрены самые тяжёлые режимы работы системы, с временным отсутствием ветра, что бывает крайне редко для данного места.

Результаты исследований. В данной работе по Методике расчета энергетического комплекса для тепло и электроснабжения автономного потребите ля на базе возобновляемых источников энергии было взято за основу расчетов три режима работы ветроустановки.

Можно наблюдать, что по расчетам производство энергии в сумме в трех режимах полностью покрывает затраты потребителя.

 

Рисунок 1. График покрытия нагрузок потребителя

 

Так же по графику покрытия нагрузок потребителя видно, что расчеты верны и потребитель полностью обеспечен энергией во всех режимах работы системы.

Вывод. В данной работе был проделан анализ и рассмотрены основные элементы автономного энергокомплекса, работающего с использованием водородного цикла на примере энергоснабжения метеорологической станции.

В рассмотренном энергокомплексе генерация электроэнергии идёт за счёт совместной работы ВЭУ и водородной электрохимической системы.

К несомненным достоинствам такой системы, по сравнению с широко распространёнными и применяемыми электрохимическими аккумуляторами, можно отнести отсутствие необходимости в разработке специальных технологий утилизации, а, в сравнении с дизельными генераторами, значительная экономия экологически вредных горюче-смазочных материалов. 

 

Список литературы:
1. Нефедкин С.И. Автономные энергетические установки и системы / С.И. Нефедкин. - Москва: Издательство МЭИ, 2018. – 218с.
2. Роза А. да, Возобновляемые источники энергии физико-технические основы / А. да Роза - Долгопрудный-Москва: Издательский дом МЭИ, Издательский дом "Интеллект", 2010. - 704 с.