Hidrojen Yakıt Hücrelerinin Acil Güç Yedeklemeleri için Potansiyeli

Hidrojen Yakıt Hücreleri Temiz, Güvenilir Acil Durum Backup Power

Aşırı hava olayları olarak, şebekeye siber saldırılar ve yaşlanma altyapısı giderek artan güç malzemeleri kesintiye uğrattı, güvenilir bir acil yedekleme gücü asla daha büyük olmamıştı. Geleneksel dizel jeneratörleri, yaygın olarak kullanılanlar, hidrojen gazının bir elektrokimyasal reaksiyonunu kullanarak elektriksel olarak dönüştürülmesiyle, yakıt hücreleri temiz bir yedekleme sunar, ancak uzun süre boyunca yakıt tasarrufu sağlayan ve enerji tasarrufu sağlayan bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır.

Hidrojen Yakıt Hücreleri Nedir ve Nasıl Çalışıyorlar?

En basitinde, yakıt hücresi yakıt olarak sürekli olarak enerji tedarik edilen bir pilden enerji üretmek için havadan oksijenle hidrojen yakıtını birleştirir ve bu da nispeten düşük hidrojen ısılarına (60-80°C) çalışır ve hızlı başlangıç zamanlarını ve depolar; acil durumlar için bir elektrik sağlar. PEM yakıt hücreleri, elektrolitli olarak sağlam bir polimer membranı kullanır, hidrojeni soğutmak için akan bir şekilde ısıtılır.

Katı oksit yakıt hücreleri (SOFCs) gibi diğer yakıt hücre türleri, daha yüksek sıcaklıklarda (800-1000°C) çalışır ve genellikle hidrojen depolama (enerjiye sıkıştırılırken) ve kontroller, şebeke gücü başarısız olduğunda, otomatik olarak üreticilerin faydalandığı bir şekilde çalıştırılabilir.[TFL) için yedek güç uygulamaları için, PEMFC sistemleri genellikle hidrojen depolama sistemi ile uyumludur.

Acil Backup Power için Anahtar Avantajlar

Adapted Reliability and Autonomy

Hidrojen yakıt hücreleri elektrik şebekesinden bağımsız olarak çalışır ve depolanmış batarya şarjına güvenmezler. Bir hidrojen tedariki mevcut olduğu sürece, sistem sürekli olarak görevlendirmeden günler veya haftalar boyunca çalıştırılabilir. Bu, özellikle uzun süre boyunca operasyonel olarak devam eden tesisler için kritiktir, hastaneler, acil yanıt merkezleri ve su arıtma tesisleri gibi. Yakıt hücreleri dizel jeneratörlerinden daha az hareketli parçalara sahiptir ve mekanik başarısızlık riskleri azaltır ve görev için rektörlü yığınları ile tasarlanabilirler.

Çevre Sürdürülebilirliği Çevre

Hidrojen rüzgar veya güneş elektroliz vedash gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilir; “yeşil hidrojen” ve adak; tüm güç nesil süreci, sıfır karbon emisyonu üretir.(gösteren hidrojen) [enerji hücreleri), yakıt hücreleri, dizel jeneratörleri ve sürdürülebilirlik ile ilgili kuruluşlar için önemli ölçüde daha az CO2 üretir.

Yüksek Verimlilik ve Daha Düşük İşletim Maliyetleri

Yakıt hücreleri, kimyasal enerjiyi doğrudan elektrike 40-60% PEMFC sistemleri için% 30-40'a kıyasla, dizel jeneratörler için% 30-40'a kıyasla (kombine ısı ve güç) dönüştürürken, genel verimlilik şu anda% 85'i aşabilir.

Herhangi bir Uygulama için erişilebilirlik

Hidrojen yakıt hücresi sistemleri modülerdir, yani birden çok birim, uzaktan telecom kulesinden 1 kW'dan 10 MW'a kadar büyük bir veri merkezi veya endüstriyel tesis için gerekli olan binalara ihtiyaçlar olarak ulaşmalarını sağlar.

Sessiz, Temiz Operasyon

Yakıt hücreleri minimum gürültü vedash üretir; 1 metre vedash'ta 60 tane decibels altında neredeyse% 60'lık bir şekilde; hastanelerde, okullarda ve mahallelerde, rahatsız edici yolcu veya komşular olmadan kullanılabilir hale gelir. Aksine, dizel jeneratörler 100 dB'yi aşıyor, yerel gürültü veya potansiyel olarak violating yerel gürültü veya ihmal edici alanlar.

Meydanlar Hintçe Genişleme

Hidrojen Depolama ve Ulaşım

Hidrojen çok düşük bir hacimsel enerji yoğunluğuna sahiptir, yani kamyon veya boru hattı ile 350-700 bar veya quefied -253°C'ye pratik depolama yoğunluklarına ulaşmak için çok düşük maliyetlidir. Yüksek basınçlı tanklar ağır ve ABD'li Gulf Coast ve Avrupa'nın yedek güç uygulamaları için, bu genellikle sistem ayak izi ve maliyet artışı anlamına gelir.

Yakıt Hücreleri ve Hidrojen Maliyetleri

Geri dönüşüm maliyetlerine rağmen, PEM yakıt hücresi sistemleri hala benzer kapasitenin dizel jeneratörlerinden daha yüksek bir sermaye maliyeti taşıyor. ABD Enerji Bakanlığı, benzinli maliyetler için 30/kW $ 'ı azaltmak için sistem maliyetlerini azaltacak ve 2030'a kadar 500 /kW'ı istasyondan alıyor, ancak mevcut fiyatlar daha yüksek. Hidrojen yakıtlar pahalı kalıyor: yeşil hidrojen maliyetleri 4- $ 6-45 $ 'ı (yaklaşık dizel galon eşdeğer) ABD'nin kredisine göre ABD'nin temiz olması için hidrojeni azaltacak.

Sınırlı Yeniden Yakıtlanma Altyapısı

Bir hidrojen yedekleme sistemi gerçekten genişleyen bölgelerde güvenilir olmak için, hidrojen yakıtının hazır tedariki mevcut olmalıdır.Şu anda, hidrojen yakıt istasyonu ağı, öncelikle Kaliforniya'nın yakıt hücresi elektrikli araç filosuna hizmet vermektedir. Uzak veya felaketten etkilenen bölgelere hidrojen teslim etmek, büyük, sabit tankları yerinde depolamak için bunu hafifletebilir, ancak bu alan ve izinler gerektirir.

Üretim Yöntemleri ve Karbon Ayak izi

Şu anda, küresel hidrojenin yaklaşık% 95'i fosil yakıtlardan (doğal gaz reformu veya kömür gazlaştırma) üretilir ve önemli CO2 emisyonu ve hidrojeni elde eder; yenilenebilir enerji fiyatları ve elektrolizer üretim ölçeklendirmesi için yakıt hücreleri gerçekten sürdürülebilir hale getirmek için, ancak 2020'lere veya 2030'lara kadar baskın hale gelmemelidir.

Acil Backup'ta Gerçek Dünya Uygulamaları

Data Centers

Veri merkezleri, Microsoft, Google ve Equinix gibi veri kaybını önlemek için kesintisiz bir güç gerektirir. 2020'de,TELFLT:0)FuelCell Enerji), Kuzey Carolina'da bir Apple veri merkezinde bulunan 1.4 MW yakıt hücresi sistemi, sürekli olarak, ızgaraya bağlı operasyon gösteren hidrojen yakıt hücreleri, bataryalardan daha uzun süreler için çalıştırılabilir ve dizel jeneratörlerinden kaçınabilir.

Hastaneler ve Sağlık Olanaklar

Hastaneler, 10 saniye içinde başlayabilir olan acil yedekleme gücüne sahip olmak için yasal olarak gereklidir. Yakıt hücreleri, önceki dizel yedekleri gibi kritik sistemler için temiz, sessiz bir güç sağlayarak bu gereksinimi karşılayabilir. 2021 yılında Connecticut'ta bir hastane, 200 kW PEM yakıt hücresi sistemini daha önce dizel yedeklerine kıyasla% 30 azaltabilmektedir.

Telekomünikasyon Kuleleri

Uzak veya ağ dışı alanlarda telekomünikasyon kuleleri genellikle sık sık yakıt ve bakım ihtiyacı olan dizel jeneratörlere güvenir. Hidrojen yakıt hücreleri bunları daha güvenilir bir çözümle değiştirebilir, özellikle de güneş enerjisi ile üretilen yenilenebilir hidrojenle eşleştirilen.0Intelligent Energy) gibi şirketler, tek bir hidrojen silindir üzerinde çalışan telekom yedekleme için hafif yakıt hücresi sistemleri sunabilir.

Konut ve Topluluk Resilience

Ev sahipleri ve topluluk mikrogridler için, hidrojen yakıt hücresi sistemleri Japonya'daki tüm ev yedek jeneratörleri olarak tanıtılıyor. [FONTCell[0] G5 sistemi, polis istasyonları ve barınaklar gibi, yakıt tedariki için 5 kW sürekli güç sağlıyor. Japonya'da birkaç pilot proje ile bağlantılı olabilir.

Geleneksel Backup Power Solutions ile Karşılaştırma

Diesel Jeneratörs

Diesel jeneratörler düşük sermaye maliyeti nedeniyle mevcut endüstri standardıdır (<$300/kW) ve geniş yakıt kullanılabilirliği. Ancak, uzun süre boyunca çok düşük maliyetli (örneğin, karojenik dizel partikülleri dahil), gürültü, vibrasyon ve normal bakım ihtiyacı (petrol değişiklikleri, filtre yedekleri, yakıt tedavisi) ve yakıt tasarrufu önlemek için zaman içinde çok az miktarda yakıt tasarrufu sağlar.

Battery Energy Storage Systems Systems

Lityum-iyon akü sistemleri kısa süreli yedekleme için giderek daha fazla kullanılır (15 dakika 4 saat) çünkü sessiz, emisyonsuz ve hızlı yanıt süreleri vardır. Ancak, bataryalar uzun süreli yedekleme (over 6 saat) için pahalıdır, çünkü onlar büyük kapasite ve sık bisiklet degradları performans gerektirir. Hidrojen yakıt hücreleri, hemen yanıt için küçük bir batarya tampon ile bir araya gelir, çok günlük kesintiler için maliyet-mal bir çözüm sunar.

Doğal Gaz Jeneratörleri

Doğal gaz jeneratörleri dizelden daha temizdir, ancak hala CO2 ve NOx üretiyorlar, depremler veya diğer doğal afetler sırasında uzlaşmak için bir gaz boru hattına bağlantı gerektirir.

Yol Ahead: Teknolojik Gelişmeler ve Politika Destek

Çeşitli eğilimler hidrojen yakıt hücreleri acil yedekleme gücü için daha uygun bir seçenek haline getirmek için bir araya geliyor:

Dünyanın dört bir yanındaki pilot projeler, Japonya'da, deprem sonrası konut için hidrojen yakıt hücrelerinin fizibilitesini gösteriyor. Örneğin, Kaliforniya'daki "H2Resilience" projesi kritik altyapı için standart bir acil planlama parçası haline geliyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Hidrojen yakıt hücreleri, yeşil hidrojen üretiminde ve yakıt hücresi teknolojisindeki hızlı bir şekilde, acil durum yedekleme gücü için yetersizlik ve ölçeklenebilirlik sunar.Ancak, sorunlar devam ediyor ve hidrojen depolama, maliyet ve altyapı ve altyapı ve geliştirme; yeşil hidrojen üretimi ve yakıt hücresi teknolojisi, geleneksel çözümlerle boşluğu daraltıyor.