Coraz częściej energia pozyskiwana z turbin wiatrowych jest wykorzystywana do produkcji i magazynowania wodoru, a to może zrekompensować przerywalny charakter odnawialnych źródeł energii (RES). Zmienność elektrycznej mocy wyjściowej z turbin wiatrowych mogłoby stanowić wyzwanie pod względem niezawodności zasobów, gdyby energia wiatrowa stanowiła jedyne źródło elektryczności.

Nie jest tajemnicą, że energia pozyskiwana z wiatru czy słońca stwarza problemy w związku z jej zależnością od panujących warunków atmosferycznych. Farmy wiatrowe wytwarzają energię elektryczną jedynie wówczas, gdy wieje wiatr, w przypadku gdy następuje zmiana warunków meteorologicznych, trzeba korzystać ze źródeł zapasowych.

Wodór odgrywa kluczową rolę w magazynowaniu energii z nadmiaru produkcji energii elektrycznej i może być produkowany poprzez podłączenie turbin wiatrowych do elektrolizerów, które rozszczepiają wodę na atomy tlenu i wodoru. Po zmagazynowaniu wodór może być wykorzystany na późniejszym etapie do wytwarzania elektryczności z ogniw paliwowych.

Celem projektu ELYGRID (Improvements to integrate high pressure alkaline electrolysers for electricity/H2 production from renewable energies to balance the grid) było obniżenie kosztów wodoru produkowanego metodą elektrolizy sprzężonej z RES. Skoncentrowano się na elektrolizerach alkalicznych wielkości megawatowej o pojemności powyżej 0,5 MW.

Zmniejszyć koszty i zwiększyć wydajność

Partnerzy projektu postawili sobie za cel zwiększenie wydajności elektrolizerów o 20 proc. i obniżenie kosztów o 25 proc. Aby go zrealizować, z powodzeniem opracowali i przetestowali topologię nowych ogniw, o wydajności w zakresie produkcji wodoru sięgającej 70 proc. Wytwarzanie większej ilości wodoru na jednostkę objętości prowadzi do obniżenia kosztów produkcji.

Podobnie jak RES, które łączą się z siecią elektryczną za pomocą pewnego rodzaju interfejsów elektronicznych, elektrolizery wykorzystują podobną elektronikę mocy, by użyć energii sieciowej. Partnerzy projektu zaprojektowali nowe moduły elektroniki mocy połączone równolegle, aby efektywnie konwertować prąd zmienny w prąd stały potrzebny do stosów ogniw elektrolitycznych.

Powstał nowy system równoważenia instalacji, obejmujący wszystkie komponenty elektrolizera w tym samym pojemniku, tworząc w ten sposób bardziej konkurencyjny zespół elektrolizera o niższych kosztach rozruchu. Ponadto partnerzy projektu ELYGRID opracowali usprawniony system sterowania sprzężony z turbiną wiatrową. W zależności od zapotrzebowania system może albo magazynować energię, albo podawać ją do sieci elektrycznej.

Duże jednostki planowane przez zespół ELYGRID zdolne będą do produkcji potężnych ilości wodoru do zastosowań obejmujących przekształcanie energii w gaz, stosowania pojazdów zasilanych ogniwami paliwowymi i do użytku w branży przemysłowej. Wyniki projektu powinny zatem pomóc w stworzeniu gospodarki wodorowej w UE, która pozwoli zminimalizować zależność od importowanych paliw kopalnych w produkcji energii elektrycznej.

Źródło: europa.eu