Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и создание экспериментального образца водородной системы резервного электроснабжения.

Докладчик: Борзенко Василий Игоревич

Должность: зав. лаб.

Цель проекта:
1. Разработка новых технических решений, обеспечивающих повышение надежности электропитания телекоммуникационного оборудования и снижение экологической нагрузки на природу за счет применения водородных технологий аккумулирования энергии. 2. Создание экспериментального образца водородной системы бесперебойного питания и аккумулирования энергии (ВСРЭ) и разработка новых технических решений, обеспечивающих время автономной работы экспериментального образца водородной системы бесперебойного питания и аккумулирования энергии не менее 10 ч для телекоммуникационного оборудования электрической мощностью от 10 кВт.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Основные планируемые результаты проекта:
- математическая модель процессов тепло и массопереноса в элементах водородной системы бесперебойного питания и аккумулирования энергии и результаты моделирования;
- новые гидридообразующие сплавы для систем хранения водорода;
- экспериментальный образец водородной системы бесперебойного питания и аккумулирования энергии в составе: подсистема подготовки воды, электролизер, металлогидридный реактор хранения водорода низкого давления РХН, топливный элемент, подсистема управления;
- результаты экспериментальных исследований процессов тепломассопереноса в металлогидридных реакторах, анализ экспериментальных данных и результаты испытаний экспериментального образца водородной системы бесперебойного питания и аккумулирования энергии;
- проект технического задания на проведение ОКР по теме «Создание опытного образца водородной системы резервного электроснабжения».
2. Перечисленные в п.1 результаты проекта в целом позволят разработать новые технические решения в области водородных технологий аккумулирования энергии и перейти к стадии ОКР по созданию опытного образца/опытной серии ВСРЭ для нужд телекоммуникационной отрасли.
3. Применение металлогидридных технологий хранения водорода при низком давлении в ВСРЭ является новым подходом, существенно повышающим безопасность и эффективность ВСРЭ. Планируемые технические характеристики экспериментального образца ВСРЭ по безопасности и соответствию требованиям технического регулирования не имеют мировых аналогов.
4. Исследования и разработки в области водородного аккумулирования энергии в мире главным образом направлены на разработку и создание новых водородопоглощающих материалов для систем обратимого твердофазного хранения водорода, повышение эффективности и снижение удельной стоимости электрохимических элементов ВСРЭ, системную интеграцию элементов ВСРЭ с точки зрения повышения эффективности использования потоков энергии и массы в рамках ВСРЭ и поиск путей возможного использования водородного аккумулирования энергии для энергоустановок на основе возобновляемых источников энергии. Проект предполагает работу по всем перечисленным выше направлениям и является интеграциионным. Превышение мирового уровня обеспечивается, имеющимся научно-техническим заделом в области эффективных твердофазных систем хранения водорода.
5. К работам, необходимым для успешного достижения заявленных результатов относятся:
- создание новых гидридообразующих сплавов для систем хранения водорода с улучшенными практическими и стоимостными показателями;
- оптимизация процессов тепломассообмена в элементах ВСРЭ, включая металлогидридную подсистему хранения водорода;
- оптимизация системной интеграции элементов ВСРЭ для повышения суммарной эффективности и надежности;
- отработка и оптимизация рабочих режимов ВСРЭ для создания системы управления.




Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Разрабатываемые технические решения должны быть направлены на обеспечение бесперебойной работы телекоммуникационного оборудования за счет аккумулирования энергии в водороде, в том числе с использованием возобновляемых источников энергии. Основным планируемым внедрением являются системы резервного электроснабжения электроприемников I категории (1024 - 10 000 портов) и особой группы электроприемников I категории (свыше 10 000 портов) объектов телекоммуникации различного назначения. На основе ВСРЭ возможно создание автономных систем энергообеспечения, использующих ВИЭ (удаленные объекты нефтегазового сектора, объекты связи, жилой сектор).
2. В настоящее время ведутся переговоры о проекте НИОКР между индустриальным партнером проекта ООО «Центр энергоэффективности ИНТЕР РАО ЕЭС» и ОАО "Ростелеком" по теме: « Разработка и создание системы резервного энергоснабжения на основе связанного водорода низкого давления ».
3. Результаты выполнения проекта позволят повысить надежность, экономическую эффективность и экологическую чистоту систем резервного энергоснабжения за счет замены многочисленных морально устаревших дизель-генераторных энергоустановок, а так же, частично электропитающих устройств на основе аккумуляторных батарей. Проект предусматривает разработку технического задания на ОКР по созданию опытного образца/опытной серии ВСРЭ, что позволит в ходе опытной эксплуатации продемонстрировать экономическую эффективность водородных технологий аккумулирования энергии с точки зрения снижения эксплуатационных расходов в телекоммуникационной отрасли.

Текущие результаты проекта:
В рамках выполнения проекта проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической
литературы, затрагивающей исследуемую научно-техническую проблему, выбраны направления исследований, проведены патентные исследования, разработана математическая модель и проведено математическое моделирование работы ВСРЭ, проведены экспериментальные исследования процессов тепломассопереноса в металлогидридных реакторах и разработаны варианты возможных решений задачи, изготовлены и испытаны лабораторные образцы водородопоглощающих материалов для создания металлогидридного реактора хранения водорода низкого давления РХН, разработана эскизная конструкторская документация на модернизированный экспериментальный стенд ОИВТ РАН 12-04 по исследованиям процессов тепломассопереноса в элементах водородных систем аккумулирования энергии и проведена модернизация с установкой новой системы диагностики и управления и экспериментального топливного элемента, проанализирована действующая в телекоммуникационной отрасли нормативная базы и выработаны требования к водородной системе резервного электроснабжения, проведен анализ объектов телекоммуникационной отрасли с определением набора схемных решений при подключении водородной системы резервного электроснабжения, разработано техническое предложение на экспериментальный образец ВСРЭ.