ساخت نمونه آزمایشگاهی سیستم هیبریدی انرژی بادی - پیل سوختی با تامین هیدروژن به روش الکترولیز و تحلیل فنی آن

نیروگاه های بادی به عنوان یکی از منابع انرژی های تجدیدپذیر بعضا در ساعات پیک مصرف جواب گو نیستند؛ لذا ایجاد یک سیستم ذخیره سازی توان و پشتیبان برای این نیروگاه ها ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش یک سیستم هیبریدی متشکل از چهار جزء اصلی توربین بادی، الکترولیزر، ذخیره هیدروژن و پیل سوختی، جهت تامین توان قابل اطمینان ارائه گردید. در ساعات کم باری، توان اضافی تولیدشده وارد واحد الکترولیز شده و در آنجا آب به هیدروژن و اکسیژن تبدیل می شد. هیدروژن در ساعات پیک مصرف برای تولید برق وارد پیل سوختی می گردید تا تقاضای برق شبکه ارضا گردد. در این پژوهش ابتدا با ساخت آزمایشگاهی سیستم مذکور میزان تولید هیدروژن توسط الکترولیزر و میزان تولید توان توسط پیل سوختی بررسی شد. بیشترین میزان هیدروژن تولیدی توسط این سیستم در هر ساعت به طور متوسط ۳۰۴ میلی لیتر بود. در نتیجه میزان توان تولیدی توسط پیل سوختی ۱۰۰۸ میلی وات محاسبه شد. از سویی سیستم هیبریدی مذکور ظرفیت توربین بادی را به میزان ۱.۸ % افزایش داد. همچنین میزان توان خروجی الکترولیزر حدود ۵۰% و میزان توان تولیدی پیل سوختی در حالت ماکزیمم ۶.۷ % خروجی الکترولیزر محاسبه گردید. با در نظر گرفتن این دو مقدار، میزان توان تولیدی پیل سوختی نسبت به توان خروجی از توربین بادی ۱ به ۳۰ به دست آمد. در ادامه سیستم هیبریدی ساخته شده برای تامین برق ۲۰۵ خانوار مدل شد و مطالعه موردی برای سیستم مورد نظر در منطقه کوهین انجام شد. مطالعه موردی ونیز تحقیقات آزمایشگاهی برای سیستم هیبریدی مذکور برای اولین بار در ایران صورت گرفته است.

Keywords:

الکترولیز , پیل سوختی , توربین بادی , هیدروژن , ذخیره سازی انرژی