Энергетический баланс предприятий Нетрадиционная виды получения электрической энергии Альтернативная гидроэнергетика Водородная энергетика Атомная физика Реакторы с водой под давлением

Водородная энергетика

Отрасль энергетики, основанная на использовании водорода в качестве средства для аккумулирования, транспортировки и потребления энергии людьми, транспортной инфраструктурой и различными производственными направлениями.

Водород выбран как наиболее распространенный элемент на поверхности земли и в космосе, теплота сгорания водорода наиболее высока, а продуктом сгорания в кислороде является вода.

Способы производства водорода:

- Паровая конверсия (водяной пар при высокой температуре, свыше 700 º С, смешивается с метаном под давлением, при воздействии катализатора)

- Электролиз воды (через воду пропускают электрический ток, под действием которого происходит распад воды на чистые газы водород и кислород)

- Газификация угля (уголь нагревают водяным паром свыше 800 º С без доступа воздуха)

- Из биомассы (биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500-800 º С)

Способы применения:

1). Общее пользование.

Производство электрической и тепловой энергии в топливных элементах мощностью

более 10 кВт. К концу 2006 года во всём мире было установлено более 800 стационарных энергетических установок на топливных элементах мощностью более 10 кВт. Их суммарная мощность — около 100 МВт. За 2006 год построено более 50 установок суммарной мощностью более 18 МВт.

В данной области применяются 3 типа установок:

А). Расплавные карбонатные топливные элементы

Б). Фосфорнокислые топливные элементы

В). Топливный элемент с мембраной протонного обмена

2). Индивидуальное пользование

- портативные электростанции

Производят электрическую и тепловую энергию в топливных элементах мощностью

от 0,75 кВт до 10 кВт.

Рис. 49. Малая домашняя комбинированная водородная установка. Фирма Sulzer-Hexis, Германия.

* В конце 2006 года во всём мире эксплуатировалось около 5000 малых стационарных водородных электростанций.

- транспортные средства

Установленная мощность – сумма номинальных мощностей всех котлоагрегатов.

Номинальная мощность – максимальная мощность при установленных предприятием параметрах.

Nуст=Nмакс+Nрез

Nрез=Nав+Nрем+Nэс , где

Nмакс – максимальная мощность;

Nрез – резервная мощность;

Nав – аварийный резерв (5% от Nуст);

Nрем – ремонтный резерв(7% от Nуст);

Nэс – резерв энергосистемы(7% от Nуст).

;

Выделяют следующие характеристики работы станции:

Коэффициент неравномерности суточного графика ;

Для малонаселенных районов f=0,5-0,6;

Для промышленных районов f=0,8-0,85.

Коэффициент использования максимальной мощности (коэффициент заполнения графика)

 ; ;

Годовой график продолжительности электрических нагрузок.

 ;

 - годовое число часов использования оборудования;

- максимальное годовое число часов использования.

Производство электрической энергии для различных типов, видов транспортных средств

Биотопливная энергетика Топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои.

Биотоплива третьего поколения. Департамент Энергетики США с 1978 года по 1996 года исследовал водоросли с высоким содержанием масла по программе «Aquatic Species Program». Исследователи пришли к выводу, что Калифорния, Гавайи и Нью-Мексико пригодны для промышленного производства водорослей в открытых прудах.


На главную