СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ
АЭРОСТАТНАЯ СОЛНЕЧНО-ВОДОРОДНАЯ
ЭНЕРГОСТАНЦИЯ
С.В. Коровкин
Научно-технический центр «Солярис», гор. Долгопрудный, Московская обл. Тел.: (494) 409-94-68, e-mail: aerosolar@mail.ru
J
Развитие водородного автомобильного транспорта требует создания соответствующей сети водородных заправочных станций. В настоящее время разрабатываются два варианта инфраструктуры водородных АЗС.
Первый вариант предусматривает централизованную выработку водорода на крупных электростанциях и транспортировку газообразного водорода по сети газопроводов к заправочным станциям.
При втором варианте на автозаправочную станцию транспортируется электроэнергия, а водород вырабатывается на самой АЗС из воды в электролизерах.
Проблемы с энергообеспечением, транспортировкой и хранением водорода в обоих вариантах чрезвычайно велики, поэтому предлагается новый вариант водород-
Рис. 1. Принципиальная схема энергостанции:
1 — баллон аэростата; 2 — фотоэлектрические элементы; 3 — электролизер; 4 — водородная батарея; 5 — водяной бак Fig. 1. Principle scheme of the power stations:
1 — balloon of the aerostat; 2 — photoelectric elements; 3 — electrolyser 4 — hydrogen battery; 5 — water tank
ной инфраструктуры - аэростатные солнечно-водородные энергостанции.
В настоящее время технология производства солнечных фотоэлектрических элементов позволяет создавать пленочные фотоэлементы с к.п.д. до 10 % при удельной массе около 1 кг/м2.
Существуют проекты создания аэростата с оболочкой, покрытой фотоэлектрической пленкой, для производства электроэнергии («Альтернативная энергетика и экология», №5, 2005 г.).
Однако, сама конструкция аэростата подсказывает его применение для выработки не только электроэнергии, но и водорода. Причем, запасаться водород может непосредственно в баллоне аэростата.
Принципиальная схема энергостанции дана на рис. 1.
Основные принципы функционирования аэростатной солнечно-водородной энергостанции (рис. 2):
Рис. 2. Основные принципы функционирования аэростатной солнечно-водородной энергостанции
Fig. 2. Cardinal principles of the operation of the aerostatics solar hydrogen power station
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology №3 (59) 2008 f 1 ( cz' ' 1 /"j", i Pi H
© Scientific Technical Centre «TATA»,2008 L r3 P )l n \l ^
С.В. Коровкин
Аэростатная солнечно-водородная энергостанция
1. Фотоэлектрические элементы размещены на оболочке аэростата.
2. Часть вырабатываемой фотоэлектрическими элементами электроэнергии поступает потребителю, оставшаяся часть используется для производства водорода в результате электролиза воды.
3. Газообразный водород запасается в баллоне аэростата.
В течение года количество водорода в баллоне аэростата меняется. Максимальный объем водород занимает в августе, минимальный - в феврале. Предусмотрена воздушная система компенсации водородного объема (рис. 3).
Рис. 3. Система компенсации водородного объема Fig. 3. The system to compensations of the hydrogen volume
Силовой каркас баллона представляет собой систему капроновых канатов (рис. 4). Вся конструкция рассчитана на ураганный ветер скоростью до 50 м/сек. Канаты раскрепляются к заглубленным на 20 м в грунт металлическим трубам.
Основные параметры энергостанции с диаметром баллона 200 м приведены в табл. 1.
Основные параметры энергостанции с диаметром
Рис.4. Силовой каркас баллона Fig. 4. Power framework of the balloon
Чрезвычайно перспективно применение аэростатных солнечно-водородных энергостанций для энергоснабжения сельскохозяйственной техники.
Аэростатные энергостанции практически не занимают земельной площади и могут быть размещены непосредственно в поле на минимальном расстоянии от действующей сельскохозяйственной техники. В летний период, то есть в период наибольшей потребности сельскохозяйственной техники в энергоресурсах, мощность энергостанции также является максимальной. В настоящее время совместно с компанией JNPC (Jansu Nuclear Power Company) ведутся проектные работы по созданию первой аэростатной солнечно-водородной энергостанции в Китайской Народной Республике в провинции Цзянсу. Ввод станции в эксплуатацию запланирован на 2011 год.
Таблица 1
тлона 200 м
Параметр Значение Примечание
Максимальный диаметр баллона, м3 200
Максимальный объем баллона, заполняемый водородом, м3 2106
Площадь фотоэлектрического слоя, м2 65 000
Годовая выработка электроэнергии, кДж (кВтчас) 2109 (5,7.106) Для Московской области
Коэффициент полезного действия электролизера, % 60
Годовая выработка водорода, м3 1,1106 Без подачи электроэнергии внешним потребителям
Среднегодовая суточная водородная производительность, м3 3000
Нормативное суточное количество обслуживаемых автомашин, шт. 100 Для легковых автомобилей с суточным пробегом 80 км
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 3 (59) 2008 © Научно-технический центр «TATA», 2008
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.