Автономная гидроэнергетическая установка для производства электричества и водорода - Лукутин Б. В. Борис Владимирович (2025, 2025)
Актуальность. Основным ограничением широкого распространения водородной энергетики является дороговизна производства водорода. «Зелёная» технология получения водорода основана на электролизе воды с большим расходом электроэнергии, получаемой от экологически чистых, например, возобновляемых энергоисточников. Для улучшения технико-экономических характеристик электролиза воды нужна дешёвая электроэнергия или техническая необходимость сброса её части в балластные нагрузки для стабилизации режима генерирующего энергоисточника, что характерно для энергоустановок возобновляемой энергетики. Цель. Предлагается использовать в качестве балласта для стабилизации режима работы микро-гидроэлектростанции (микро-ГЭС) регулируемый электролизёр для формирования управляющего момента для гидроагрегата и получения водорода. Учитывая это обстоятельство, а также низкую стоимость электроэнергии микро-ГЭС – на порядок меньше ветровой и солнечной, представляется актуальной задача создания гибридной энергоустановки, производящей электроэнергию и водород с использованием гидравлического потенциала малых рек в качестве первичного энергоисточника для генерации электроэнергии и речной воды – в качестве сырья для электролизного производства водорода. Цель исследования – техникоэкономическое обоснование комбинированного производства электроэнергии и водорода на микро-ГЭС с балластной стабилизацией рабочего режима. Методы: аналитические методы в области построения систем энергоснабжения потребителей. Результаты. Установлено, что предложенная структура гидроэлектростанции с использованием электролизёра с полимерными электролитными мембранами (PEM-типа) обеспечивает относительно дешевую электроэнергию, а также производит водород по низкой стоимости, примерно 0,99 USD/кг. В статье предлагается использование в качестве балластной нагрузки электролизёра и оригинальный способ его эксплуатации для эффективного распределения электроэнергии микро-ГЭС, часть которой реализуется для создания управляющего тормозного момента гидроагрегата и в обычных гидро-энергоустановках теряется в виде тепла, рассеиваемого на балластных резисторах