مولد خلايا الوقود

خلايا الوقود هي مصدر واعد ودائم وموثوق وصديق للبيئة للطاقة الكهربائية. تعد خلية الوقود (أو كما يطلق عليها أيضًا مولد كهروكيميائي) عبارة عن جهاز يحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة كهربائية أثناء التفاعل الكهروكيميائي. من الناحية المثالية ، الهيدروجين ضروري لخلية الوقود لتعمل كمصدر للوقود. ومع ذلك ، فإن إنتاج وتخزين هذا الوقود مكلف للغاية. لذلك ، تعمل مولدات خلايا الوقود "المحمولة" على وقود يحتوي على الهيدروجين. كهذا الوقود ، يمكننا استخدام الهيدروكربونات المعتادة: الميثان ، البوتان ، البروبان ، الميثانول ، البنزين.

عند استخدام الهيدروجين كوقود ، فإن منتجات التفاعل الكيميائي ، بالإضافة إلى الكهرباء المرغوبة ، هي الحرارة والماء. في هذه الحالة ، فإن هذا المولد غير ضار بالبيئة تمامًا. عند استخدام الهيدروكربونات كوقود (على سبيل المثال ، البروبان) ، سيتم أيضًا إطلاق أكاسيد الكربون والنيتروجين في البيئة. ومع ذلك ، فإن قيمتها أقل بكثير مما كانت عليه أثناء الاحتراق الطبيعي.

الجهاز ومبدأ العملية

يتكون مولد خلايا الوقود من:

  • معالج الوقود
  • أقسام توليد الطاقة
  • محول الجهد

يقوم معالج الوقود بتحويل وقود الهيدروكربون إلى هيدروجين ، وهو أمر ضروري للتفاعل الكهروكيميائي (الإصلاح). العنصر الرئيسي للجهاز هو مصلح. على سبيل المثال ، يتفاعل الغاز الطبيعي الذي يدخل المصلح مع بخار الماء في درجات حرارة مرتفعة للغاية (حوالي 900 درجة مئوية) وارتفاع الضغط في وجود محفز (نيكل). يتكون البخار اللازم للتحويل من المكثفات بسبب تشغيل خلية الوقود. في نفس الوقت ، يتم استخدام الحرارة ، والتي يتم إطلاقها أيضًا نتيجة لعملها.

قسم توليد الطاقة هو الجزء الرئيسي للمولد. يتكون من مجموعة متنوعة من خلايا الوقود التي تحتوي أقطابها الكهربائية على محفز بلاتيني. بمساعدة هذه الخلايا تنتج تيار كهربائي ثابت.

محول الجهد التيار المباشر الذي تنتجه خلايا الوقود غير مستقر ، ويحتوي على جهد كهربي منخفض وضغط عالي. لتحويله إلى التيار المتردد ، والذي يفي بالمعايير ، وكذلك لحماية الدائرة الكهربائية من حالات الفشل المختلفة ، يتم استخدام محول الجهد.

في مثل هذا المولد ، يمكن تحويل حوالي 40٪ من طاقة الوقود الهيدروكربوني إلى طاقة كهربائية. أيضا ، يتم تحويل 40 ٪ أخرى من طاقة الوقود إلى طاقة حرارية. ويمكن استخدامه لتدفئة الغرفة ، ونفس الماء في إمدادات المياه. لذلك ، يمكن أن تصل الكفاءة الإجمالية لمثل هذا المولد إلى 80٪.

ميزة مولد خلايا الوقود هي:

  • قد يكون مصدر الكهرباء والتدفئة.
  • كفاءة عالية من 50 ٪. وإذا كنت تستخدم الحرارة التي حصلت عليها نتيجة العمل ، فكلها 80٪ ؛
  • نقص الاهتزازات والضوضاء ؛
  • الحد الأدنى من الملوثات ؛
  • الموثوقية (لا توجد أجزاء متحركة)
  • سهولة التشغيل

العيوب والميزات:

  • تكلفة مرتفعة نسبيا ؛
  • يستخدم الهيدروجين بأكبر قدر من الكفاءة كوقود ؛

أصبح مصنعو ملحقات القوافل مهتمين بالتقنيات الحديثة والحديثة وأصدروا العديد من التطورات.

تروما فيغا

قامت شركة Truma الألمانية ، المتخصصة في أجهزة كارافان الغاز والكهرباء ، بالتعاون مع معهد IMM للتقنية الدقيقة ، بتطوير مولد طاقة خلايا الوقود Truma VeGa. كانت الفكرة هي صنع مولد بأسعار معقولة على تكنولوجيا خلايا وقود جديدة وشعبية بشكل متزايد للمستهلك الشامل. حصل النظام على جائزة F-CELL الفضية في عام 2007 وجائزة في معرض الطاقة البافارية في عام 2008. تم تقديم المنتج الفني العام في معرض Caravan Salon في عام 2012 في دوسلدورف. في نفس العام ، بدأ الإنتاج الضخم والمبيعات.

لتوليد الهيدروجين وتحويله إلى كهرباء ، يستخدم فيغا غاز البترول المسال (البروبان / البوتان). الحد الأقصى لأداء الجهاز هو 250 واط / ساعة أو 6 كيلو واط / يوم. وبالتالي ، فإن VeGa يجعل من الممكن في الوقت نفسه استخدام عدد كبير من مستهلكي الطاقة في منزل متنقل. من المعيار ، مليئة البروبان ، 11 كجم. بالون ، فيغا قادر على ضغط ما يصل إلى 28 كيلو واط من الكهرباء. وبالتالي ، اعتمادًا على استهلاك الكهرباء ، يمكنك العيش بشكل مستقل لمدة تصل إلى عدة أسابيع.

النظام يعمل بالكامل تلقائيا. بمجرد أن "يضعف" جهد البطارية أقل من المعتاد ، يتم تشغيل Vega وشحن البطارية بتيار يصل إلى 20 A. يمكن تكييف تيار الشحن الصحيح مع أنواع مختلفة من البطاريات (الحمض ، القلوية ، الهيليوم). بعد الوصول إلى الجهد الأمثل عند أطراف البطارية ، تعود VaGa إلى وضع الاستعداد. أيضا ، يمكن إجبار مولد خلايا الوقود VeGa على البدء. تعرض شاشة اللمس بالألوان جميع معلمات التشغيل الضرورية: شحن التيار ، الجهد البطارية ، وفترات العمل.

تتمثل ميزة هذا النظام مقارنةً بمصادر الطاقة البديلة الأخرى (الألواح الشمسية ومولدات الرياح) في توفر المواد الخام المستخدمة (غاز البروبان / غاز البوتان) ورخصها النسبي ، والثبات في أي وقت من اليوم في نطاق درجات حرارة واسعة.

والآن عن الحزن. بلغت القيمة السوقية لـ Truma Vega في كتالوج Movera 7000 يورو. ثمن باهظ جدًا بالنسبة للتكنولوجيات الجديدة ، حتى بالنسبة لقافلة أوروبية. كانت المبيعات بطيئة للغاية. اختفى Truma VeGa من صفحات الدلائل في عام 2015. اليوم ، تحاول Truma عدم استدعاء هذا النظام.

EFOY

نجحت EFOY في تطوير وبيع مولدات خلايا الوقود. الفرق الرئيسي من Truma Vega هو أن نوعية المواد الخام (الوقود) مولدات EFOY تستخدم الميثانول (ميثيل الكحول CH₃OH). يتم بيع الميثانول من قبل الشركة المصنعة في العلب 5 و 10 لترات. (السعر في كتالوج Movera هو 30 و 45 يورو على التوالي). 5 لترات من الميثانول كافية لتوليد 5.5 كيلو واط من الكهرباء.

بالنسبة لبيوت السيارات والقوافل ، تنتج EFOY 3 أنواع من المولدات:

  • الراحة 80. الطاقة القصوى - 40 واط. القدرة - 80 آه في اليوم الواحد. الشحن الحالية - 3.3 أ. التكلفة (Movera) - 2600 يورو
  • الراحة 140. الطاقة القصوى - 72 واط. القدرة - 140 آه في اليوم الواحد. الشحن الحالية - 6 A. التكلفة (Movera) - 4000 يورو
  • الراحة 210. الطاقة القصوى - 105 واط. القدرة - 210 آه في اليوم الواحد. الرسوم الحالية - 8.8 أ. التكلفة (Movera) - 5600 يورو

مثل VEGA ، فإن EFOY لديه وظيفة حفظ شحن تلقائي على البطارية ويتم تنشيطه فقط عند الضرورة.

الكرامة. المولد صامت وصديق للبيئة. إنها تنتج فقط الحرارة وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون. يعمل بغض النظر عن الوقت من اليوم في نطاق درجة الحرارة من - 10 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية.

كما تنتج EFOY مولدات سلسلة Pro للنطاق الصناعي.

عيوب. لا تزال لم تحل مشكلة تسعير خلايا الوقود. كمحفز في خلايا خلايا الوقود تستخدم مواد باهظة الثمن - البلاتين ، والتي تؤثر بالطبع على السعر.

تجدر الإشارة إلى أن خلايا وقود الميثانول تعمل ، بالإضافة إلى EFOY ، من قبل عدد كبير من الشركات. تقدم Toshiba خلايا وقود الميثانول المدمجة إلى مشغلات الطاقة والهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تعد خلايا وقود الإيثانول البديل الأكثر احتمالا للبطاريات التقليدية.

شاهد الفيديو: بالتفصيل كيف تعمل خلايا انتاج الوقود من الماء hho (شهر اكتوبر 2019).

Loading...

ترك تعليقك