Kako vodikove mikrogridi podržavaju sisteme energije izvan mreže

Kako vodikove mikrogridi podržavaju sisteme energije izvan mreže

Lokacijama izvan mreže potrebna je struja koja može da radi kada pristup komunalnim uslugama nije dostupan, nepouzdan ili je preskupo proširiti. Sunce i vetar mogu da obezbede energiju sa niskim nivoom ugljenika, ali njihova proizvodnja se menja u zavisnosti od vremena i vremena dana. Ovo je mjesto gdje proizvodnja energije iz vodika može dodati korisni sloj otpornosti. U vodikovoj mikrogridi, višak obnovljive električne energije može podržati proizvodnju i skladištenje vodika, a zatim se pohranjeni vodik može pretvoriti u struju kada proizvodnja obnovljivih izvora nije dovoljna.

Mikro mreža vodika nije samo goriva ćelija dodana solarnom panelu. To je koordinirani sistem proizvodnje, skladištenja, pretvaranja, kontrole i opterećenja. Iz perspektive planiranja mikrovrti, važno je pitanje kako ovi elementi rade zajedno tokom sati, dana ili dužih perioda, a ne koja komponenta se čini najpogodnijom u izolaciji.

Šta vodikova mikrogridi radi u vanmrežnom sistemu

U svojoj srži, proizvodnja energije iz vodika daje vanmrežnom sistemu drugi način za isporuku pohranjene energije. Tipični aranžman kombinuje proizvodnju iz obnovljivih izvora, elektroelektronsku energiju, elektrolizator ili vanjski vodonik, skladištenje vodonika, gorivnu ćeliju ili drugu generatorsku jedinicu, bateriju i sistem upravljanja energijom.

Kada proizvodnja obnovljivih izvora premašuje trenutnu potražnju, upravljač može prvo napuniti baterije ili izdvojiti energiju za proizvodnju vodonika, u zavisnosti od operativne strategije. Kada solarna ili vetroizvodnja padne, baterije mogu pokriti kratke fluktuacije dok vodikova snaga podržava duže trajanje potražnje. Dispečing znači odlučivanje kada se skladišteni vodonik pretvara u upotrebljivu električnu energiju. Ta razlika je važna jer baterije i skladištenje vodonika ne rešavaju isti problem.

Gorivne ćelije proizvode struju kroz elektrohemijsku reakciju između vodika i kiseonika. U vanmrežnoj mikrogridi, ta konverzija može biti kontrolisana kako bi se podržala kritična opterećenja kao što su komunikacijska oprema, daljinski nadzor, sistemi za prečišćavanje vode, terenski objekti ili izolovane industrijske operacije. Odgovarajuća konfiguracija još uvijek zavisi od stvarnog profila opterećenja, potrebne autonomije, dostupnosti vodonika i lokalnih zahtjeva za sigurnost.

Komponente sistema iza proizvodnje energije iz vodonika

Praktična vodikova mikro mreža počinje sa energetskom bilancom. Dizajneri moraju definisati prosječnu potražnju, vrhunac potražnje, sezonske varijacije, prioritet kritičnog opterećenja i trajanje očekivanih perioda sa niskim obnovljivim kapacitetima. Može biti iskušenje da se sistem dimenzije oko glavnog opterećenja, iako radni ciklus treba potvrditi.

• Oživljavanje iz obnovljivih izvora: sunčeva, vetrna ili hibridna energija pruža varijabilnu ulaznu energiju.
• Sklonjenje na baterije: rade na brzom odgovoru, kvalitetu napajanja i kratkom vremenskom uravnoteženju.
• Proizvodnja ili snabdevanje vodikom: pruža put goriva za duže skladištenje energije.
• Skloni za skladištenje vodonika: zadržava energiju u obliku koji se može zadržati nakon tipičnog dnevnog ciklusa baterije.
• Električna energija iz gorivih ćelija: pretvara pohranjen vodonik u struju kada ga upravljač pozove.
• Sredstva za upravljanje mikro mrežama: koordinirati generisanje, punjenje, konverziju, otpuštanje opterećenja, alarme i operativne granice.

Ključni uvid u dizajn je da proizvodnja energije iz vodika je dio lanca. Promjena kapaciteta skladištenja, proizvodnje gorivih ćelija, operativnog perioda elektrolizora ili rasporeda kritičnog opterećenja može uticati na čitav lanac. Pre upoređivanja komponenti, dokumentirajte granicu sistema i očekivani radni niz.

Zašto vodonik može dopuniti baterije za dugotrajnu otpornost

Baterije su često efikasne za brz odgovor i često vožnju bicikla. U skladu sa člankom 3. stavkom 1. ovog Pravilnika, za potrebe projekta, za proizvodnju goriva iz obnovljivih izvora treba da se koristi vodik. Veća fleksibilnost skladištenja može poboljšati otpornost, dok se dodaje složenost sistema koja se mora proveriti.

Na primer, udaljena lokacija može imati snažnu proizvodnju iz obnovljivih izvora tokom nekih perioda i produžene uslove niske proizvodnje tokom drugih. Za potrebe ovog modela, u skladu sa člankom 6. stavkom 2. Projekat hibridne baterije i vodonika može biti vredan procene ako projekt zahtijeva duže vreme trajanja rezervne opreme ili ako je potreban drugačiji put skladištenja energije. Ovo je poređenje planiranja, a ne univerzalna preporuka: pravi odgovor zavisi od potražnje, logistike, raspoloživog prostora, operativnog osoblja i ekonomije životnog ciklusa.

Rezultati istraživanja o putevima vodonika do električne energije mogu se razlikovati u zavisnosti od tehnologije i granice sistema. U jednom objavljenom kontekstu kombinovanog ciklusa zabilježena je stvarna efikasnost od oko 38% za put od obnovljive električne energije do vodika do električne energije; ta cifra ne bi trebalo tretirati kao univerzalni broj performansi mikrogridi. Za pojedinačnu lokaciju, merene pretpostavke o radu i dokumentacija dobavljača su korisnije nego primjena generičke glavne cifre.

U slučaju da se ne koriste, može se koristiti i sistem za upravljanje vodikom.

Mikro mreže vodika mogu biti relevantne kada se energetska otpornost i dugotrajno skladištenje moraju razmatrati zajedno. Uobičajeni scenariji planiranja uključuju udaljene industrijske lokacije, telekomunikacionu infrastrukturu, istraživačke lokacije, ostrvske objekte, privremene terenske operacije i usluge zajednice sa kritičnim opterećenjima. Šta se dešava sa projektom ako se trajanje potrebne energije promeni sa nekoliko sati na nekoliko dana? To pitanje često otkriva da li hibridna arhitektura zaslužuje daljnje proučavanje.

Za organizacije koje istražuju integrisani put, integrirano rješenje za hidrogensku mikrorežiju može pružiti polaznu tačku za raspravu o sistemskim interfejsima. Specifični dizajn lokacije još uvijek mora utvrditi podatke o stvarnom opterećenju, zahtjeve za rukovanje vodikom, logiku kontrole i odgovornosti za puštanje u rad prije nego što se može pretpostaviti bilo koji ishod.

Prva kontrola za timove projekta

1. Karta ponašanja satnog, dnevnog i sezonskog opterećenja, razdvajanjem kritičnih i odgađljivih opterećenja.
2. Procenjivanje varijabilnosti obnovljivih resursa i realnog perioda proizvodnje.
3. Za potrebe ovog pravila, korisnik može da koristi sistem za upravljanje brzinom.
4. U poređenju sa istim pretpostavkama, upoređuju se koncepti rada samo na baterije, samo na vodonik i hibridni.
5. Potvrdite potrebe za proizvodnjom, isporukom, skladištenjem, ventilacijom, detekcijom i reagovanjem na hitne situacije.
6. Specifikuje se kako će upravljač dati prioritet baterijama, pretvaranju vodonika, smanjenju obnovljivih izvora energije i smanjenju opterećenja.
7. Za potrebe ovog članka, za potrebe ovog članka, za sve proizvode koji se upotrebljavaju u proizvodnji, za proizvodnju i za proizvodnju proizvoda koji se upotrebljavaju u proizvodnji, za proizvodnju proizvoda koji se upotrebljavaju u proizvodnji, za proizvodnju proizvoda koji se upotrebljavaju u proizvodnji, za proizvodnju proizvoda koji se upotreblja

Kako proceniti proizvodnju energije iz vodonika pre izbora opreme

Pre izbora opreme, timovi projekta treba da testiraju proizvodnja energije iz vodika protiv definisanog operativnog slučaja. Počnite sa potrebom za električnom energijom koja mora biti isporučena, a zatim opišite obnovljivi izvor, očekivani period niske generacije i dozvoljeno vreme oporavka. Ovo se okreće proizvodnja energije iz vodika iz širokog energetskog koncepta u mjerljivo pitanje sistema.

Sledeće, utvrdi ulogu svake imovine. Baterije mogu stabilizirati kratkoročne promjene; gorivne ćelije proizvodnja energije iz vodika može se zakazati za duže razdoblja podrške; upravljač može sačuvati vodonik za kritična opterećenja kada je predviđena proizvodnja obnovljivih izvora ograničena. Rezultat je filozofija kontrole treba pregledati zajedno sa fizičkom opremom. Samo veći spremnik ne pokazuje da proizvodnja energije iz vodika ispunjavaju usluge koje su potrebne na lokaciji.

Završetkom, zatražite od dobavljača da potvrde pretpostavke dokumentacijom specifičnom za lokaciju: raspon električne snage, ponašanje na rampi, zahtjevi za kvalitet goriva, intervali održavanja, ograničenja okoline i sigurnosni interfejs. Ove provere pomažu da se utvrdi da li proizvodnja energije iz vodika je kompatibilna sa predviđenom mikrogradom, a ne samo tehnički moguća.

Jasno definisanje uloge vodonika

Za planiranje faze osviještenosti, vrijednost proizvodnja energije iz vodika nije da zamjenjuje sve druge energetske resurse. Njegova vrijednost je da može proširiti prostor za projektovanje za sisteme energije izvan mreže. Vodik može povezati varijabilnu proizvodnju iz obnovljivih izvora sa dužim vremenskim skladištenjem energije i kontrolisanim snabdevanjem električnom energijom, dok baterije nastavljaju da služe uloge brzog odgovora.

Dobar koncept vodikove mikrograde počinje sa uslovima rada, a ne sa tvrdnjama o opremi. Prvo definirajte opterećenje, obnovljive ulazne izvore, trajanje skladištenja, sigurnosne granice i strategiju kontrole. Onda proceni da li proizvodnja energije iz vodika pruža funkcionalni put otpornosti za lokaciju.