Magazynowanie energii z wiatru pod postacią wodoru

Magazynowanie energii z wiatru pod postacią wodoru

Turbiny wiatrowe przychwytują energię zawartą w wietrze. Turbina obraca wał, który napędza generator elektryczny. Energia elektryczna, która płynie wprost z generatora może być dostarczona bezpośrednio do sieci lub zostać zmagazynowana. Jak magazynować energię z pomocą wodoru?

W wyniku elektrolizy wodnej powstaje wodór. Podczas, gdy przez wodę płynie prąd w procesie elektrolizy, tlen oraz wodór stają się gazami na oddzielnych elektrodach. W procesie o 100% wprawności, aby wyprodukować kilogram wodoru, potrzeba 39kWh.

W rzeczywistym świecie, proces elektrolizy zapewnia w najlepszym wypadku sprawność rzędu 80%. Znaczy to, że aby wyprodukować ten kilogram wodoru, potrzeba 50kWh. Wodór jest prowadzony rurami do odpowiedniej jednostki składującej. Aby uniknąć wysokich kosztów związanych z kompresją skroplonego wodoru, dobrą alternatywą jest przechowywanie metalowej zawiesinie wodorkowej. Bezpieczne składowanie wodoru wykorzystuje do tego magnez oraz olej mineralny jako czynnik skraplający. Dzięki zastosowaniu małych cząstek oraz odpowiedniego dyspergatora, cząsteczki pozostają w zawieszeniu praktycznie nieskończenie długo. Doprowadzając do reakcji, wodór jest pochłaniany przez magnezową zawiesinę w odpowiednich warunkach ciśnienia oraz temperatury, które zapewnią natychmiastową reakcję. Zawiesina taka jest tworzona w specjalnym reaktorze i może być przechowywana w dużych ilościach w warunkach otoczenia. Reakcja ta wydziela ciepło. Ciepło to stanowi 30% wartości opałowej wodoru. Około 10 procent tego ciepła może być zastosowana do tworzenia użytecznej pracy, na przykład generowania prądu elektrycznego. Reszta ciepła może być wykorzystana do ogrzewania pomieszczeń lub do produkcji ciepłej wody.

Istnieje kilka opcji przechowywania zawiesiny. Wodór można odzyskać na miejscu, by zasilić turbinę gazową. Właściciel farmy wiatrowej ma możliwość sprzedaży energii w czasie rzeczywistym i dzień do przodu, w zależności od ceny jaka go będzie zadowalać. Ponieważ zazwyczaj wiatr wieje bardziej w nocy, niż w dzień, a konsumenci zużywają więcej energii w ciągu dnia ceny w nocy są niższe.

Inną opcją jest użycie zawiesiny, by magazynować energię. Wiatr nie wieje stale. ISO, które nadzoruje sieci nie mogą liczyć zawsze na pełną moc wyjściową farm wiatrowych. Zazwyczaj tylko 15% energii wyjściowej farm wiatrowych może być uznana jako wiarygodna zdolność dostępu w danym okresie czasu. Oznacza, że 500-megawatowa farma wiatrowa, ma tylko 75MW zdolności wytwórczych według ISO. Często, by zapewnić ciągłą moc z farm wiatrowych, potrzebna jest budowa turbiny gazowej, co neguje politykę bezemisyjną.

Dzięki magazynowaniu oraz turbinom gazowym 500-megawatowa farma może dostarczać w sposób ciągły 30% swojej mocy zainstalowanej, czyli 150MW.

(rr)