Для производства водорода с помощью энергетических ветряных установок морского базирования необходим устойчивый заряд электричества. Иначе может пострадать качество топлива, а в отдельных случаях даже произойти авария. Исследовали нашли способ, как обезопасить получение «зеленого» водорода. Он основан на методе синтетической инерции, который без включения в систему дополнительных устройств позволяет сохранять ее устойчивость и вырабатывать более экономичный и качественный водород. Работа выполнена сотрудниками Томского политехнического университета (ТПУ).
«Зеленый» водород получают методом электролиза воды (нагревом электрическим током). Его главное преимущество заключается в минимальных антропогенных (связанных с человеческой деятельностью) выбросах углекислого газа (CO2) в атмосферу.
«Водород сам по себе считается самым чистым топливом. Однако процесс его добычи загрязняет окружающую среду даже сильнее, чем традиционная энергетика. Получение «зеленого» водорода — это несомненный тренд, к которому стремятся многие страны. Оптимальное размещение такого «производства» — энергетические ветряные установки морского базирования. Это позволяет сделать весь процесс на 100% эко: вода берется из океана, электричество за счет ветра. Но для его производства необходим устойчивый заряд электричества. Иначе может пострадать качество топлива, а в отдельных случаях даже привести к авариям», — поясняет и. о. руководителя отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Игорь Разживин.
Для придания энергосистеме устойчивости ученые предложили использовать синтетическую или виртуальную инерцию — систему управления для устройств возобновляемых источников энергии, которая при перебоях частоты извлекает дополнительную кинетическую (движущуюся) энергию из ветра и стабилизирует частоту в системе.
Предложенный подход ученые протестировали с помощью разработанной в вузе многопроцессорной программно-аппаратной системы «Всережимный моделирующий комплекс реального времени ЭЭС», в том числе при аварийных режимах. Исследования показали, что внедрение синтетической инерции позволяет получить более плавные колебания без резких скачков при изменении напряжения в системе.
На фото: Разработанный в ТПУ «Всережимный моделирующий комплекс реального времени ЭЭС»
«Есть альтернативные варианты решения этой же задачи. В них коллеги предлагают внедрить в систему дополнительный стабилизатор управления напряжением и суперконденсатор. Это рабочий метод. Однако он требует покупки дорогостоящего оборудования, которое необходимо настраивать и контролировать в системе, а также синхронизации его работы с другими системами цепи. Наш метод проще и дешевле аналогов за счет того, что мы модернизируем саму систему управления энергосистемы. К тому же с его помощью проще обезопасить установку от аварийных ситуаций, а значит получать качественный водород бесперебойно», — добавляет Игорь Разживин.
Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России, его результаты опубликованы в одном из международных изданий.
По информации: Ученые нашли бесперебойный способ получения недорогого «зеленого» водорода (minobrnauki.gov.ru)