Self-Sufficient PV-H₂ Alternative Energy Objects

Abstract

Energy storage becomes more important as mankind switch to renewable energy, away from fossil resources. Traditional way – batteries - offer a limited number of cycles, require regular maintenance; nevertheless gravitational storage, flywheels, compressed air are mainly large scale and expensive methods. The hydrogen as energy carrier and hydrogen fuel cells are possible option to store different amounts of energy for relatively long times with low losses. Different solutions for self-sufficient sun/wind energy objects are analysed - the solar radiation collecting systems, wind power generators, and high pressure electrolysis technologies for hydrogen production and the metal-hydride energy storage. This article describes the development of a versatile technology that can be used to provide continuous power for small and medium-sized selfsufficient objects or their micro-grids using alternative energy and energy storage. The technology uses advanced electrolysis and fuel cells to efficiently store excess energy from sun/wind generation as hydrogen for later use in fuel cells.

Хранение энергии становится все более важным в контексте перехода человечества от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии. Традиционный способ – химические батареи, которые характеризуются ограниченным числом циклов и требуют регулярного технического обслуживания; в то время как гравитационное хранение, маховики и сжатый воздух в основном требуют больших объемов и высокозатратны. Водород в качестве носителя энергии в водородных топливных элементах является возможным вариантом для хранения различных количеств энергии в течение относительно длительного времени с малыми потерями. В работе проанализированы различные решения для автономных энергетических объектов на основе энергии солнца/ветра – фотоэлектрические системы для преобразования первичного излучения солнца, ветрогенераторы и технологии электролиза высокого давления для производства водорода и хранения энергии в металлогидридных аккумуляторах. Описывается разработка универсальной технологии, которая может быть использована для обеспечения непрерывной мощности для малых и средних автономных объектов или их микросеток с применением альтернативных источников энергии и хранения энергии. В технологии применяются передовые разработки электролизеров водорода и топливные элементы для эффективного хранения избыточной энергии полученной из возобновляемых источников, для последующего использования в топливных элементах.

Описується розробка універсальної технології, яка може бути використана для забезпечення безперервної потужності для малих і середніх автономних об'єктів або їх мікро-сіток з використанням альтернативних джерел енергії та системи акумулювання енергії. Показано, що технологія використовує передові розробки електролізерів водню і паливні елементи для ефективного зберігання надлишкової енергії, отриманої з поновлюваних джерел, для подальшого використання в паливних елементах.