Энергия морских ветряных турбин вывозится на берег в качестве водородного топлива

Исследователи на инженерном факультете UPV/EHU – Vitoria-Gasteiz предложили использовать энергию, генерируемую на морских ветряных турбинах, для производства водорода на месте, вместо того, чтобы передавать его на берег по трубе. Они показали, что это технически возможно и экономически целесообразно. Они также подтвердили, что включение некоторых очень дешевых компонентов значительно повышает эффективность ветряных турбин. Исследование было опубликовано Международным журналом водородной энергетики.

Генерация энергии на морских ветровых турбинных хозяйствах значительно выше, чем у других сверхпрочных ветровых турбин, и ветровые режимы намного более устойчивы, чем на суше. “Существует два способа передачи всей этой энергии, производимой на берегу: путем создания огромной инфраструктуры, позволяющей подвести к ней электрическую сеть и передавать электроэнергию, генерируемую по кабелю, или путем производства водорода на месте с помощью гидролиза с использованием энергии, произведенной там, и затем передачи водорода на берег для использования в качестве топлива. Мы пошли на второй вариант, и цель этого исследования состояла в том, чтобы найти способ улучшить этот процесс”, – объяснил Экайц Зулуэта-Герреро, научный сотрудник кафедры системотехники и автоматизации инженерного факультета UPV/EHU Vitoria-Gasteiz.

Приступая к исследованиям, исследователи из Отдела системотехники и автоматики и Отдела ядерной инженерии и механики жидкостей инженерного факультета – Vitoria-Gasteiz стремились снизить энергетические затраты на процесс производства водорода. “Чтобы улучшить аэродинамику ветряных турбин, мы хотели проверить действие двух компонентов, используемых для управления потоком турбины. Один – вихревой генератор, другие – закрылки Gurney, которые установлены на лопасти и которые значительно улучшают силу тяги, и, следовательно, аэродинамику”, – объяснил Унай Фернандес-Гамиз, сотрудник кафедры ядерной инженерии и механики жидкостей. Более того, “они очень экономичны и могут быть легко установлены на ветряные турбины”.

Мощность для производства водорода путем гидролиза

На втором этапе они хотели выяснить, является ли “технически и экономически целесообразным использование той энергии, которая производится на самих морских ветряных турбинах, для выработки водорода посредством гидролиза и, таким образом, возможности его передачи на берег для использования в качестве топлива”, – добавил Фернандес-Гамиз. – “Фактически, вырабатываемый водород может быть доставлен на берег на корабле, и, более того, накопленная энергия обеспечит электрическую систему большой гибкостью, учитывая, что сейчас производство электроэнергии должно соответствовать спросу”.

Испытания проводились в Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) в США на турбине мощностью 5 МВт, технические, геометрические характеристики и другие параметры которой общедоступны. “Годовое производство энергии турбин было установлено примерно на 2,5% выше. Это не очень большое увеличение, но учитывая огромный потенциал ветряных турбин, развернутых на шельфе, вырабатывается огромное количество дополнительной энергии”, – пояснила Зулуэта. Исследователи также рассчитали количество водорода, которое может быть произведено с помощью этого дополнительного поколения энергии: более 130 000 Нм3. Другими словами, “количество топлива, которое потребуется на миллион водородных машин с мощным двигателем чтобы проехать 100 километров, – говорится в статье исследователей. – И это благодаря добавленным компонентам управления потоком, которые вряд ли повлекут за собой дополнительные расходы”.

Как только будет установлено, что это технически возможно и экономически целесообразно, следующим шагом, по мнению исследователей, будет “для разработчика ветряных электростанций: они должны связаться с нами, чтобы протестировать, измерить и адаптировать к разработанным системам то, что было нами достигнуто” на объекте в Соединенных Штатах”. И они добавили, что сделать этот ветряной туннель в здании Марии Кюри было бы для них чрезвычайно полезеным опытом: это учреждение, расположенное в Миньяно (Алава, Страна Басков), принадлежащее баскскому правительству, позволит им провести необходимые измерения и внести необходимые коррективы. “После неудачи гоночной команды Epsilon Euskadi в 2012 году весь объект вышел из употребления, а технология туннелей устарела. Однако это очень особенное средство, где можно анализировать поведение аэродинамических профилей (такие исследования могут проводиться только в очень немногих местах.) Мы могли бы обновить его и использовать, если бы нам дали доступ к нему”.

По материалам Techxplore