Přečtěte si: Smart city a elektromobilita pro praktický užitek a jejich aktuální výzvy
|
|
|
Přečtěte si: Smart city a elektromobilita pro praktický užitek a jejich aktuální výzvy |
 
      |
Akumulace energie z OZE ve vodíku: ÚJV Řež představil podrobné výsledky projektu16.10.2015 S unikátním českým pilotním projektem „Akumulace energie z OZE ve vodíku“, jehož hlavním nositelem je ÚJV Řež, jsme naše čtenáře již dříve seznámili v článku V Řeži pomáhají urychlit nástup „vodíkové“ ekonomiky. Na semináři „Vodík – energie budoucnosti“, pořádaném v říjnu 2015 Hospodářskou komorou ČR ve spolupráci s ÚJV Řež a Českou vodíkovou technologickou platformou (HyTEP), byly prezentovány některé další zajímavé podrobnosti.
Projekt „Akumulace energie z OZE ve vodíku“ byl realizován v letech 2010 – 13 s testovacím provozem v roce 2014. Cílem projektu bylo vyvinout, realizovat a optimalizovat systém pro akumulaci elektrické energie ze zdroje s proměnlivým výkonem. Jako obnovitelný zdroj energie byly zvoleny běžné fotovoltaické panely, které si řada lidí pořizuje například na rodinné domy. Jak probíhá výroba a spotřeba energie u takovéhoto systému, ukazuje názorně graf na obr. 1.
Obr. 1 Výroba a spotřeba energie u PV panelů (příklad) (ZVĚTŠIT OBRÁZEK)Vyvinutý systém akumulace do vodíku kombinuje skladování nevyužité solární energie částečně v akumulátoru a částečně ve formě vodíku. Navržené řešení počítalo s tzv. ostrovním provozem domácnosti, tedy nezávisle na rozvodné síti. Jeho základní schéma ukazuje obr. 2.
Obr. 2 Obecné schéma zařízení (ZVĚTŠIT OBRÁZEK)Při jeho instalaci byla použita dílčí zařízení, běžně dostupná na trhu: • Fotovoltaickou elektrárnu využitou v pilotním zařízení tvoří 60 modulů Gloria Solar 230 W umístěných na střeše objektu jídelny ÚJV Řež. • Střídače jsou výrobkem firmy SMA. Systém je vybaven potřebnou technologií pro sběr dat. • Použitý elektrolyzér Hogen S40 využívá jako elektrolyt protonvýměnnou membránu. Výrobcem je americká společnost Proton Energy. Maximální produkované množství vodíku je 1,05 m3(N)/hod, což odpovídá 2,27 kg/den. Čistota produkovaného vodíku je 99,99995%, obsah vlhkosti odpovídá rosnému bodu při teplotě –65 °C. Maximální výstupní přetlak vodíku je 13,8 bar. • Palivový článek Fronius Energy Cell 50F o výkonu 4 kWh pracuje se vstupním tlakem 5 – 15 bar a jako palivo využívá vodík 5.0. • Součástí systému jsou rovněž olověné gelové akumulátory o kapacitě 45 Ah (2,2 kWh). Podrobné elektrotechnické schéma zařízení ukazuje obrázek č. 3.
Obr. 3 Podrobné elektrotechnické schéma zařízení (ZVĚTŠIT OBRÁZEK)Elektrárna se skládá ze dvou částí. Větší (7,36 kWp) slouží k napájení akumulátorů a elektrolyzéru, tj. na výrobu vodíku, který slouží k dlouhodobému uložení elektrické energie. Menší část (5,5 kWp) slouží k testování ukládání energie čistě pomocí olověných akumulátorů (krátkodobou zálohu energie). Funkci těchto systémů lze vhodně kombinovat tak, aby bylo zajištěno co nejefektivnější hospodaření s energií. Tlaková nádrž pro skladování vodíku pojme 10 kg a má maximální pracovní tlak 15 bar. V případě, že je vyráběné množství elektrické energie větší než aktuální spotřeba simulované domácnosti, je přebytečný výkon fotovoltaické elektrárny ukládán v olověných akumulátorech. Pokud jsou akumulátory plně nabity, případně pokud výkon, který je potřeba uložit, překračuje maximální nabíjecí proud, je přebytečný výkon využíván v elektrolyzéru k výrobě vodíku. Vodík je následně skladován v tlakové nádrži s maximálním pracovním tlakem 15 bar. V období, kdy okamžitá spotřeba domácnosti je vyšší než výkon fotovoltaického systému, je krátkodobě potřeba pokryta z akumulátorů, v případě delšího nedostatku je skladovaný vodík zpětně přeměňován na elektrickou energii v palivovém článku. Celkový průběh provozu zařízení z hlediska výroby elektřiny v PV panelech, ukládání elektřiny do vodíku, následné výroby elektřiny v palivových článcích a spotřeby ve fiktivní domácnosti ukazuje názorně graf na obr. 4.
Obr. 4 Grafické znázornění výsledků provozu (ZVĚTŠIT OBRÁZEK)Během provozu byla dosažena následující úroveň účinnosti jednotlivých zařízení: • elektrolyzér: 63 % • palivový článek: 49 % • celkem systém: 31 %. Celkové požadavky na akumulaci energie u tohoto systému za rok 2014 ukazuje následující tabulka.
Požadavky na akumulaci energie za rok 2014Dosavadní provoz ukazuje životaschopnost takového systému. Projekt „Akumulace energie z OZE ve vodíku“ se tak řadí bok po boku jiným úspěšným systémům v této výkonové kategorii v zahraničí, jako je například francouzský projekt MYRTE využívající rovněž fotovoltaický zdroj nebo britský Hydrogen Mini Grid pracující s větrnou energií. Vývoj celého systému měl rozpočet cca 15 mil. Kč, z čehož cca 40 % bylo financováno z vlastních zdrojů ÚJV Řež. Partnerem této etapy projektu byla výše uvedená společnost Proton Energy – výrobce elektrolyzéru. Projekt bude dále pokračovat s cílem získat rozsáhlejší a komplexnější data o spolehlivosti a životnosti jednotlivých součástí. Projekt sleduje i další možnosti provozního testování v oblasti konstrukce elektrolyzéru pro takovýto energetický systém nebo přeměny vyrobeného vodíku na metan a jeho vtláčení do plynové sítě. Na zmíněném semináři „Vodík – energie budoucnosti“ byla problematika vodíkových technologií a jejich perspektiv prezentována velmi komplexně a racionálně, čehož jsou výsledky tohoto projektu názorným příkladem. Nebylo zapomenuto ani na projekt českého palivočlánkového autobusu TriHyBus mnohokrát zmiňovaný na našich stránkách i v naší studii E-mobilita v MHD, který má před sebou perspektivu dalšího pokračování. Seminář ukázal, že také v ČR se vodíkové technologie vydaly na cestu ze školních učeben a laboratoří na průmyslový trh, i když je zřejmé, že tato cesta nebude krátká ani jednoduchá. redakce Proelektrotechniky.cz, s využitím podkladů ÚJV Řež, a.s. Foto, obrázky a tabulka © ÚJV Řež, a. s. Další informace: www.ujv.cz
|
|
Naše tipy |
|
Copyright © 2012 – 2024 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services |
| |
Přečtěte
si také
30.3.2015
26.3.2015
29.1.2015
