Micro-grid for on-site wind-and-hydrogen powered generation

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Suskis, P.; Andreiciks, A.; Steiks, I.; Krievs, O.; Kleperis, J.

2014-02-01

The authors propose a micro-grid for autonomous wind-and-hydrogen power generation thus replacing such traditional fossil-fuelled equipment as domestic diesel generators, gas micro-turbines, etc. In the proposed microgrid the excess of electrical energy from a wind turbine is spent on electrolytic production of hydrogen which is then stored under low-pressure in absorbing composite material. The electrolyser has a non-traditional feeding unit and electrode coatings. The proposed DC/DC conversion topologies for different micro-grid nodes are shown to be well-designed. The prototypes elaborated for the converters and hydrogen storage media were tested and have demonstrated a good performance. Rakstā piedāvātā mikrotīkla izpēte ir veikta ar mērķi izstrādāt autonomu, uz vēja un ūdeņraža enerģiju balstītu elektroapgādes sistēmu, kas varētu aizvietot tradicionālās fosilā kurināmā sistēmas, piemēram, mājsaimniecību dīzeļa ģeneratorus, gāzes mikroturbīnas u.c. Mikrotīkla elektroapgādes sistēmā vēja agregāta saražotā elektroenerģija tiek pārveidota atbilstoši standarta maiņsprieguma elektroapgādes parametriem un piegādāta slodzei. Pārpalikusī enerģija tiek pārveidota un uzkrāta ūdeņraža formā, izmantojot elektrolīzes iekārtu un kompozītmateriālu uzkrājēju. Ja pieejamā vēja enerģija nenosedz slodzes enerģijas patēriņu, elektroenerģijas padeves funkciju ar atbilstoša energoelektronikas pārveidotāja palīdzību pārņem ūdeņraža degvielas elements. Ja, savukārt, slodzei nav nepieciešama enerģija, no vēja saražoto enerģiju izmanto elektrolīzes iekārta un tā tiek uzkrāta ūdeņraža formā, atbilstoši uzkrājēja ietilpībai. Piedāvātajā mikrotīklā ir izmantota elektrolīzes iekārta ar netradicionāliem elektrodu pārklājumiem un barošanas bloku, kā arī zemspiediena kompozītmateriālu ūdeņraža uzkrājējs. Galvenie mikrotīkla elektriskās enerģijas pārveidošanas mezgli ir