EA024944B1 - Hydrogen unit for utilisation of energy of renewable sources with seasonal and cyclic mode of energy consumption - Google Patents

Hydrogen unit for utilisation of energy of renewable sources with seasonal and cyclic mode of energy consumption Download PDF

Info

Publication number
EA024944B1
EA024944B1 EA201300067A EA201300067A EA024944B1 EA 024944 B1 EA024944 B1 EA 024944B1 EA 201300067 A EA201300067 A EA 201300067A EA 201300067 A EA201300067 A EA 201300067A EA 024944 B1 EA024944 B1 EA 024944B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
energy
hydrogen
consumption
power
renewable
Prior art date
Application number
EA201300067A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201300067A1 (en
Inventor
Василий Николаевич Хабардин
Андрей Васильевич Хабардин
Сергей Васильевич Хабардин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority to EA201300067A priority Critical patent/EA024944B1/en
Publication of EA201300067A1 publication Critical patent/EA201300067A1/en
Publication of EA024944B1 publication Critical patent/EA024944B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/133Renewable energy sources, e.g. sunlight

Abstract

The invention relates to power engineering, in particular to device for utilisation of energy of renewable sources in the form of electricity, heat and fuel. It can be used for power supply of facilities mainly with season and cyclic mode of power consumption, which include individual residential buildings and office buildings, small industrial enterprises and farm enterprises, horticultural partnerships and small rural settlements. The hydrogen-based multifunctional electric power plant is disclosed which is adapted to the season and cyclic mode of power consumption. It comprises a converter of renewable energy to electric energy, a water electrolyser, a hydrogen accumulator, and fuel elements. The plant provides accumulation of energy of the renewable sources in hydrogen during idle period of power consumption with further conversion of this energy to the electric power, heat and fuel. It is ecologically safe. The plant provides utilisation of energy of renewable sources in full scope, without transients, and at relatively uniform load during the year, while increasing efficiency of utilisation of the renewable sources and the plant during season and cyclic mode of power consumption. Due to absence of movable parts the operation expenses are low, and the plant can be used with periodic and variable energy sources, such as wind and sun.

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам для использования энергии восполняемых источников в виде электричества, тепла и топлива. Оно может быть использовано для энергообеспечения объектов преимущественно с сезонно-цикловым режимом энергопотребления, к которым относятся отдельные жилые дома и офисные здания, небольшие промышленные предприятия и фермерские хозяйства, садоводческие товарищества и малые сельские поселения.The invention relates to energy, in particular to devices for using energy from renewable sources in the form of electricity, heat and fuel. It can be used for energy supply of facilities mainly with a seasonal-cyclic mode of energy consumption, which include individual residential buildings and office buildings, small industrial enterprises and farms, horticultural partnerships and small rural settlements.

Известны различные технические устройства для преобразования энергии восполняемых источников (ветра, воды, солнца) в какие-либо другие виды энергии. К таким устройствам относится, например, гидроэнергетическая установка, которая предназначена для выработки электроэнергии, сжатого воздуха и подачи воды из реки за счет энергии ее потока. Она состоит из водяного колеса, компрессора, пневмоаккумулятора, пневмонасоса и турбогенератора [1]. Вместе с тем известно применение водорода в энергетике, например, в атомных электрических станциях для выработки электроэнергии в часы максимальных нагрузок [2]. Кроме того, водород и метанол используют в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных двигателей [3].Various technical devices are known for converting the energy of renewable sources (wind, water, sun) into any other types of energy. Such devices include, for example, a hydropower installation, which is designed to generate electricity, compressed air and supply water from the river due to the energy of its flow. It consists of a water wheel, a compressor, an air accumulator, an air pump and a turbogenerator [1]. However, it is known that hydrogen is used in the energy sector, for example, in nuclear power plants to generate electricity during peak hours [2]. In addition, hydrogen and methanol are used as fuel for internal combustion engines and gas turbine engines [3].

Недостатком устройств для преобразования энергии восполняемых источников в другие виды энергии является то, что они позволяют получать, как правило, только электрическую энергию, а это существенно снижает их коэффициент полезного действия и, следовательно, эффективность использования. Применение водорода в электроэнергетике весьма ограниченно, поскольку он используется только для выработки электроэнергии в часы максимальных нагрузок. Метанол хотя и производят синтетическим способом, но при этом производство водорода на основе электролиза воды за счет энергии восполняемых источников недостаточно. В целом отсутствие комплексного подхода к созданию и использованию установок сдерживает их дальнейшее развитие и широкое распространение.The disadvantage of devices for converting the energy of renewable sources into other types of energy is that they allow, as a rule, to receive only electric energy, and this significantly reduces their efficiency and, therefore, the efficiency of use. The use of hydrogen in the electric power industry is very limited, since it is used only to generate electricity during peak hours. Although methanol is produced synthetically, the production of hydrogen based on electrolysis of water due to the energy of renewable sources is not enough. In general, the lack of an integrated approach to the creation and use of installations hinders their further development and wide distribution.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является ветроэнергетическая установка [4]. Она включает в себя преобразователь восполняемой энергии в электроэнергию постоянного тока (ветродвигатель в комплексе с одной или несколькими рабочими машинами), аккумулятор (устройство, аккумулирующее энергию или резервирующее мощность) и устройства объекта энергопотребления. В совокупности - это электроэнергетическая система, обеспечивающая возможность использования энергии восполняемых источников в виде электрической энергии.The closest technical solution adopted as a prototype is a wind power installation [4]. It includes a converter of renewable energy into direct current electricity (a wind turbine in combination with one or more working machines), a battery (a device that stores energy or reserves power) and devices of the energy consumption object. In aggregate, it is an electric power system that provides the possibility of using the energy of renewable sources in the form of electric energy.

К недостаткам данной установки также следует отнести отсутствие универсальности - возможности получения тепла и топлива одновременно с выработкой электроэнергии. Кроме того, в установке не обеспечен в достаточной мере режим постоянной нагрузки: он зависит, с одной стороны, от неравномерности потока энергии восполняемого источника, а с другой - от неравномерности процесса потребления этой энергии. Наличие в установке аккумулятора не позволяет выровнять нагрузку при сезонноцикловом режиме энергопотребления и стабильно использовать энергию восполняемого источника в течение года.The disadvantages of this installation should also include the lack of versatility - the possibility of generating heat and fuel simultaneously with the generation of electricity. In addition, the installation does not provide enough constant load: it depends, on the one hand, on the uneven flow of energy of the replenished source, and on the other, on the uneven process of consumption of this energy. The presence of the battery in the installation does not allow to equalize the load during the seasonal cycle power consumption mode and to stably use the energy of the replenished source during the year.

Задачей изобретения является создание многовариантной и многофункциональной энергетической установки, адаптированной к сезонно-цикловому режиму энергопотребления и позволяющей использовать энергию восполняемых источников стабильно и при относительно равномерной нагрузке в течение года.The objective of the invention is the creation of a multivariate and multifunctional power plant, adapted to the seasonal-cyclic mode of energy consumption and allowing the use of renewable energy sources stably and with a relatively uniform load throughout the year.

Для этого предложено четыре варианта установки: А - водородный вариант: на выходе - водородное топливо, а также метанол и кислород; В - водородный с электроэнергетической системой - водородное топливо, метанол, кислород и электроэнергия от электроэнергетической системы; С - водородный с водородными топливными элементами - водородное топливо, метанол, кислород, тепло и электроэнергия от топливных элементов; Ό - водородный с электроэнергетической системой и водородными топливными элементами - водородное топливо, метанол, кислород, тепло и электроэнергия от электроэнергетической системы и топливных элементов. В результате получена многовариантная и многофункциональная энергетическая установка. Варианты установки используют в соответствии с тем, какой вид энергии наиболее востребован пользователем, исходя из конкретных условий энергопотребления. Получение нескольких видов энергии на выходе установки предопределяет высокую эффективность использования восполняемых источников и самой установки. Наличие нескольких вариантов, различных по сложности и функциональному назначению, позволяет, с одной стороны, адаптировать установку к ее использованию в конкретных условиях энергопотребления на основе выбора наиболее подходящего варианта, а с другой - создать ее производство на основе первого базового варианта с последующим формированием в виде отдельных модулей либо в их совокупности.For this, four installation options are proposed: A - hydrogen version: at the output - hydrogen fuel, as well as methanol and oxygen; B - hydrogen with the electric power system - hydrogen fuel, methanol, oxygen and electric power from the electric power system; C - hydrogen with hydrogen fuel cells - hydrogen fuel, methanol, oxygen, heat and electricity from fuel cells; Ό - hydrogen with an electric power system and hydrogen fuel cells - hydrogen fuel, methanol, oxygen, heat and electricity from the electric power system and fuel cells. The result is a multivariate and multifunctional power plant. Installation options are used in accordance with what type of energy is most demanded by the user, based on specific energy consumption conditions. Obtaining several types of energy at the output of the installation determines the high efficiency of using renewable sources and the installation itself. The presence of several options, different in complexity and functional purpose, allows, on the one hand, to adapt the installation to its use in specific conditions of energy consumption based on the choice of the most suitable option, and on the other hand, to create its production on the basis of the first base case with subsequent formation in the form individual modules or in their totality.

Все варианты установки выполнены с возможностью аккумулирования энергии восполняемых источников в водородном газгольдере в течение ненапряженного сезонного периода энергопотребления, причем в таком количестве, которое с запасом достаточно для энергообеспечения обслуживаемого объекта в последующий напряженный сезонный период с учетом одновременного использования энергии восполняемых источников в этот период. Это обеспечивает возможность использования восполняемых источников с малыми и неравномерными потоками энергии, таких, например, как ветра и солнца, стабильно и при относительно равномерной нагрузке в течение года. Мощность преобразователя восполняемой энергии превышает среднюю нагрузку по сезонно-цикловым периодам энергопотребления только настолько, что обеспечивает с запасом энергопотребление в напряженный период. В результате воз- 1 024944 можно применение преобразователя с наименьшей мощностью, что в конечном итоге также повышает эффективность использования восполняемых источников и установки.All installation options are capable of accumulating the energy of renewable sources in a hydrogen gas tank during an unstressed seasonal period of energy consumption, and in an amount that is sufficient to provide energy for the serviced object in the next busy seasonal period, taking into account the simultaneous use of energy from renewable sources in this period. This makes it possible to use renewable sources with small and uneven energy flows, such as, for example, wind and sun, stably and with a relatively uniform load throughout the year. The power of the renewable energy converter exceeds the average load for seasonal-cycle periods of energy consumption only to the extent that it provides energy consumption with a margin in a busy period. As a result, the converter with the lowest power can be used. 1,024,944, which ultimately also increases the efficiency of using renewable sources and installation.

На фиг. 1-4 показаны функциональные схемы соответственно вариантов А, В, С и Ό водородной установки для использования энергии восполняемых источников с сезонно-цикловым режимом энергопотребления, на фиг. 5 изображены графики сезонно-циклового изменения энергопотребления в энергетической системе, на фиг. 6 - графики процессов накопления и расхода энергии водорода в течение года.In FIG. Figures 1-4 show functional diagrams of variants A, B, C, and соответственно of a hydrogen installation, respectively, for using the energy of renewable sources with a seasonal-cyclic mode of energy consumption, in FIG. 5 shows graphs of seasonal cyclic changes in energy consumption in an energy system; FIG. 6 - graphs of the processes of accumulation and consumption of hydrogen energy during the year.

Установка в исполнении варианта А (фиг. 1) представляет собой водородный вариант и позволяет получить водородное топливо (водород), а также метанол и кислород. В ее состав входят преобразователь 1 восполняемой энергии в электроэнергию постоянного тока, электролизер 2 воды, водородный 3 и кислородный 4 газгольдеры, а также реактор 5 для получения метанола. Электроды электролизера 2 соединены с преобразователем 1, электролизер 2 скоммутирован с водородным 3 и кислородным 4 газгольдерами, а водородный газгольдер 3 - с реактором 5, который сообщен с емкостью для хранения, оснащенной раздаточным устройством (не показано). Кроме того, водородный 3 и кислородный 4 газгольдеры выполнены с заправочными устройствами, водородный газгольдер 3-с возможностью подачи водорода к объектам потребления тепловой энергии, к которым, например, относятся котлы 6 и 7 систем горячего водоснабжения и отопления.Installation performed by option A (Fig. 1) is a hydrogen version and allows you to get hydrogen fuel (hydrogen), as well as methanol and oxygen. It includes a converter 1 of renewable energy into direct current electricity, a water electrolyzer 2, hydrogen 3 and oxygen 4 gas holders, as well as a reactor 5 for producing methanol. The electrodes of the electrolyzer 2 are connected to the converter 1, the electrolyzer 2 is connected to the hydrogen 3 and oxygen 4 gas tanks, and the hydrogen gas tank 3 is connected to the reactor 5, which is in communication with a storage tank equipped with a dispenser (not shown). In addition, hydrogen 3 and oxygen 4 gas tanks are made with refueling devices, hydrogen gas tank 3 with the possibility of supplying hydrogen to thermal energy consumption facilities, which, for example, include boilers 6 and 7 of hot water supply and heating systems.

При использовании установки по варианту А электроэнергия постоянного тока от преобразователя 1 поступает к электролизеру 2. Под действием электрического тока вода преобразуется в водород и кислород, которые поступают соответственно в водородный 3 и кислородный 4 газгольдеры. Для получения метанола водород из газгольдера 3 подают в реактор 5, откуда метанол поступает в емкость для хранения. Кроме того, водород из газгольдера 3 через газопроводы (не показаны) подается к водогрейным котлам 6 и 7 систем горячего водоснабжения и отопления. Водород и метанол, либо один из этих продуктов, используют в качестве топлива - в двигателях внутреннего сгорания автотранспортных средств.When using the installation according to option A, the direct current electricity from the converter 1 is supplied to the electrolyzer 2. Under the influence of an electric current, water is converted into hydrogen and oxygen, which enter the hydrogen 3 and oxygen 4 gas holders, respectively. To obtain methanol, hydrogen from the gas tank 3 is fed into the reactor 5, from where the methanol enters the storage tank. In addition, hydrogen from the gas tank 3 through gas pipelines (not shown) is supplied to the hot water boilers 6 and 7 of the hot water supply and heating systems. Hydrogen and methanol, or one of these products, are used as fuel - in the internal combustion engines of vehicles.

Установка в исполнении варианта В (фиг. 2) представляет собой водородный вариант А в сочетании с электроэнергетической системой и позволяет получить водородное топливо, метанол, кислород и электроэнергию от электроэнергетической системы. В дополнение к варианту А она оснащена аккумулятором 8 электрического тока, который выполнен с возможностью аккумулирования энергии восполняемых источников в электроэнергию и оснащен зарядным устройством 10 с переключателем и детектором заряда в аккумуляторе (не показано). В состав установки также дополнительно входит инвертор 9. При этом аккумулятор 8 электрического тока на входе скоммутирован с преобразователем 1 и зарядным устройством 10, а на выходе - с инвертором 9, который подсоединен к объектам потребления электроэнергии - к местной 11 и коммунальной 12 электросети.Installation performed by option B (Fig. 2) is a hydrogen variant A in combination with an electric power system and allows to obtain hydrogen fuel, methanol, oxygen and electric power from the electric power system. In addition to option A, it is equipped with an electric current accumulator 8, which is configured to accumulate the energy of the replenished sources into electric energy and is equipped with a charger 10 with a switch and a charge detector in the battery (not shown). The installation also additionally includes an inverter 9. At the same time, the electric current accumulator 8 is connected to the converter 1 and the charger 10 at the input, and to the inverter 9, which is connected to the electricity consumption facilities, to the local 11 and communal 12 electric networks at the output.

При использовании установки по варианту В водородная система (совокупность элементов 1-7) работает так же, как и по варианту А. Работа электроэнергетической системы заключается в следующем. Электроэнергия постоянного тока от преобразователя 1 поступает в аккумулятор 8 электрического тока. Аккумулятор 8 передает ток на инвертор 9, в котором постоянный ток преобразуется в переменный с заданным напряжением, например 220 В. От инвертора 9 электрический ток поступает к объектам потребления электроэнергии - в местную 11 и коммунальную 12 электросети. Аккумулятор 8 дает возможность снабжать электричеством потребителя даже в том случае, если преобразователь 1 кратковременно не работает, например, когда ветра нет или он слишком слабый для работы турбины. При длительном безветрии аккумулятор 8 подпитывается напряжением через зарядное устройство 10, скоммутированное на входе с коммунальной электросетью (не показано), а на выходе - с аккумулятором 8.When using the installation according to option B, the hydrogen system (set of elements 1-7) works in the same way as according to option A. The operation of the electric power system is as follows. Electric power of direct current from the Converter 1 is supplied to the battery 8 of electric current. The battery 8 transmits current to the inverter 9, in which the direct current is converted into alternating current with a given voltage, for example 220 V. From the inverter 9, the electric current flows to the objects of electricity consumption - in the local 11 and communal 12 electric networks. The battery 8 makes it possible to supply electricity to the consumer even if the converter 1 does not work for a short time, for example, when there is no wind or it is too weak for the turbine to operate. In case of prolonged sleeplessness, the battery 8 is energized through the charger 10, connected at the input to the public utility network (not shown), and at the output, with the battery 8.

Это позволяет избежать отключения электропитания. Если турбина не работает и заряд не поступает в аккумулятор 8, переключатель зарядного устройства 10 по сигналу детектора заряда в аккумуляторе 8 подключает его к сети. Когда погодные условия позволяют турбине начать работу, переключатель также по сигналу детектора отключает аккумулятор 8 от сети и подсоединяет его к генератору турбины.This avoids power outages. If the turbine does not work and the charge does not flow into the battery 8, the switch of the charger 10 by the signal of the charge detector in the battery 8 connects it to the network. When weather conditions allow the turbine to start working, the switch also detects the battery 8 from the mains by the signal of the detector and connects it to the turbine generator.

Установка в исполнении варианта С (фиг. 3) представляет собой водородный вариант в сочетании с водородными топливными элементами и позволяет получить водородное топливо, метанол, кислород, тепло и электроэнергию от топливных элементов. В дополнение к варианту А она включает в себя водородно-кислородные топливные элементы 13 и инвертор 9. Топливные элементы 13 скоммутированы на входе с водородным 3 и кислородным 4 газгольдерами, а на выходе - с инвертором 9. При этом топливные элементы 13 выполнены с возможностью передачи тепла на основе теплообмена объекту потребления тепловой энергии, а инвертор 9 подсоединен к объекту потребления электроэнергии.Installation performed by option C (Fig. 3) is a hydrogen variant in combination with hydrogen fuel cells and allows the production of hydrogen fuel, methanol, oxygen, heat and electricity from fuel cells. In addition to option A, it includes hydrogen-oxygen fuel cells 13 and an inverter 9. Fuel cells 13 are connected at the inlet with hydrogen 3 and oxygen 4 gas tanks, and at the output with inverter 9. In this case, the fuel cells 13 are arranged to transmit heat based on heat transfer to the heat energy consumption object, and the inverter 9 is connected to the electricity consumption object.

При использовании установки по варианту С водородная система (совокупность элементов 1-7) работает так же, как и по варианту А. Работа дополнительных элементов заключается в следующем. Продукты электролиза, водород из газгольдера 3 и кислород из газгольдера 4, поступают к топливным элементам 13, в которых вырабатывается постоянный электрический ток с выделением тепла. Электрический ток поступает к инвертору 9 и далее - в местную 11 и коммунальную 12 электросети. Тепло через теплообменники 14 и 15, скоммутированные с топливными элементами 13 (не показано), подводится к системам горячего водоснабжения и отопления.When using the installation according to option C, the hydrogen system (set of elements 1-7) works in the same way as according to option A. The work of the additional elements is as follows. The products of electrolysis, hydrogen from the gas holder 3 and oxygen from the gas holder 4, are supplied to the fuel cells 13, in which a constant electric current is generated with the release of heat. Electric current flows to the inverter 9 and then to the local 11 and utility 12 electricity networks. Heat through heat exchangers 14 and 15, connected to the fuel cells 13 (not shown), is supplied to the hot water supply and heating systems.

Установка в исполнении варианта Ό (фиг. 4) представляет собой водородный вариант в сочетании с электроэнергетической системой и водородными топливными элементами и позволяет получить водо- 2 024944 родное топливо, метанол, кислород, тепло и электроэнергию от электроэнергетической системы и топливных элементов. В дополнение к варианту В она включает в себя водородно-кислородные топливные элементы 13, скоммутированные на входе с водородным 3 и кислородным 4 газгольдерами, а на выходе с инвертором 9.Installation performed by option Ό (Fig. 4) is a hydrogen variant in combination with the electric power system and hydrogen fuel cells and allows to obtain hydrogen, methanol, oxygen, heat and electricity from the electric power system and fuel cells. In addition to option B, it includes hydrogen-oxygen fuel cells 13, switched at the inlet with hydrogen 3 and oxygen 4 gas holders, and at the outlet with inverter 9.

При использовании установки по варианту Ό водородная система (совокупность элементов 1-12) работает так же, как и по варианту В, а топливные элементы 13 - по варианту С.When using the installation according to option Ό, the hydrogen system (set of elements 1-12) works in the same way as according to option B, and fuel cells 13 - according to option C.

Варианты установки А, В, С и Ό используют в соответствии с тем, какой вид энергии наиболее востребован пользователем, исходя из конкретных условий энергопотребления. Варианты построены по принципу от простого к сложному, что обеспечивает производство установки на основе первого базового варианта с последующим формированием отдельных модулей путем включения в них дополнительных элементов.Installation options A, B, C and Ό are used in accordance with what type of energy is most demanded by the user, based on specific conditions of energy consumption. The options are built on the principle from simple to complex, which ensures the production of the installation on the basis of the first basic version with the subsequent formation of individual modules by including additional elements in them.

Установка выполнена с возможностью водородного аккумулирования энергии восполняемых источников в водородном газгольдере 3 в течение ненапряженного сезонного периода энергопотребления в таком количестве, которое с запасом достаточно для энергообеспечения обслуживаемого объекта в последующий напряженный сезонный период с учетом одновременного использования энергии восполняемых источников в этот период.The installation is capable of hydrogen accumulating the energy of renewable sources in a hydrogen gas tank 3 during an unstressed seasonal period of energy consumption in such an amount that it is sufficient to supply energy to a serviced object in the next busy seasonal period, taking into account the simultaneous use of energy from renewable sources during this period.

Эта особенность проиллюстрирована на фиг. 5 и 6.This feature is illustrated in FIG. 5 and 6.

На фиг. 5 даны следующие обозначения: Ып, Νο, Ν - мощность преобразователя 1, соответствующая пиковой нагрузке в напряженный период энергопотребления, средней нагрузке по периодам энергопотребления, и мощность, превышающая среднюю нагрузку по периодам энергопотребления на величину, соответствующую дополнительному запасу энергии в напряженный период; Ν^,, - минимальная мощность нагрузки в ненапряженный период энергопотребления; Т - время года в месяцах (м); ΔΝ - дополнительный запас мощности преобразователя 1; ΝΑ - максимальная мощность аккумулирования энергии в ненапряженный период энергопотребления; 1 - график Ν1 = £(Т) распределения нагрузки в энергетической системе без применения предлагаемой установки - при мощности Ν преобразователя 1, принятой по пиковому значению нагрузки в напряженный период энергопотребления (при N = ΝΗ); 2 - график Ν2 = £(Т) распределения нагрузки в равномерно нагруженной (выравненной) энергетической системе - с применением установки при мощности Ν преобразователя 1, равной среднему значению нагрузки по периодам энергопотребления (при Ν = Νο); 3 - график Ν3 = £(Т) распределения нагрузки в равномерно нагруженной энергетической системе - с применением установки при мощности Ν преобразователя 1, принятой больше среднего значения нагрузки по периодам энергопотребления на величину запаса мощности ΔΝα, обеспечивающего некоторый запас энергии в напряженный период энергопотребления (при Ν = Ν,); 4 - средняя линия графиков 1 и 2; 5 - средняя линия графика 3; КЬ - линия, соответствующая концу напряженного периода и одновременно началу ненапряженного периода.In FIG. 5, the following notation is given: п p , Ν ο , Ν ; ι is the power of the converter 1 corresponding to the peak load in the busy period of power consumption, the average load for periods of power consumption, and the power exceeding the average load for periods of power consumption by an amount corresponding to the additional energy supply in busy period; Ν ^ ,, - minimum load power during an unstressed period of energy consumption; T is the time of year in months (m); ΔΝ - additional power reserve of the Converter 1; Ν Α is the maximum power of energy storage in an unstressed period of energy consumption; 1 is a graph Ν 1 = £ (T) of the load distribution in the energy system without using the proposed installation - at power Ν of converter 1, taken from the peak value of the load during a busy period of energy consumption (at N = Ν Η ); 2 - graph Ν 2 = £ (Т) of the load distribution in a uniformly loaded (equalized) energy system - using the installation with power Ν of converter 1 equal to the average value of the load over the periods of energy consumption (at Ν = Ν ο ); 3 is a graph Ν 3 = £ (T) of the load distribution in a uniformly loaded energy system - using the installation with power Ν of converter 1 taken more than the average load value for the periods of energy consumption by the amount of power reserve ΔΝα, which provides some energy in the busy period of energy consumption ( for Ν = Ν,); 4 - the middle line of graphs 1 and 2; 5 - the middle line of graph 3; Kb is the line corresponding to the end of the stressful period and at the same time the beginning of the unstressed period.

Обозначения на фиг. 6: ΔΕτ, ΔЕд - технологический и дополнительный (резервный) запас энергии к началу напряженного периода энергопотребления; ΔΕΟ - остаток дополнительного запаса энергии к концу напряженного или на начало ненапряженного периода; 1, 2 - интегральные графики накопления и расхода энергии при обеспечении дополнительного запаса энергии ΔΕ^ 3, 4 - тоже без дополнительного запаса энергии ΔΕ^ КЬ - линия, соответствующая концу напряженного периода и одновременно началу ненапряженного периода.The notation in FIG. 6: ΔΕτ, ΔЕ d - technological and additional (reserve) energy reserve to the beginning of a busy period of energy consumption; ΔΕ Ο - the remainder of the additional energy reserve at the end of a busy or at the beginning of an unstressed period 1, 2 - integrated graphs of energy storage and consumption while providing an additional energy reserve ΔΕ ^ 3, 4 - also without an additional energy reserve ΔΕ ^ КЬ - a line corresponding to the end of a busy period and at the same time the beginning of an unstressed period.

Из графиков на фиг. 5 имеемFrom the graphs in FIG. 5 have

ΔΝΛ = ΝΛΟΙ ΔΝ Λ = Ν ΛΟΙ

8Αι = 8в1 при Ν = ΝΟ δΑ2 > Зв2 при N > Нс или при N = ΝΛ, (1) (2) (3) где δΑ1, δΒ1 - площадь, ограниченная линиями 1 и 4 соответственно от оси ординат (начала ненапряженного периода) до точки О (с горизонтальной штриховкой) и от этой точки (с вертикальной штриховкой) до вертикальной линии КЬ, соответствующей концу напряженного периода и одновременно началу ненапряженного периода; δΑ2, δΒ2 - площадь, ограниченная линиями 1 и 5 в тех же пределах (как δΑ1 и δΒ1) - соответственно со штриховкой с наклоном вправо и со штриховкой с наклоном влево; точка О точка пересечения линий 1 и 4 (на фиг. 5 показана стрелкой). Тогда8 Α ι = 8in1 for Ν = Ν Ο δ Α2 > Sv2 for N> Н s or for N = Ν Λ , (1) (2) (3) where δ Α1 , δ Β1 are the area bounded by lines 1 and 4, respectively from the ordinate axis (beginning of the unstressed period) to point O (with horizontal hatching) and from this point (with vertical hatching) to the vertical line Kb corresponding to the end of the stressful period and at the same time the beginning of the unstressed period; δΑ2, δΒ2 - area bounded by lines 1 and 5 within the same limits (as δΑ1 and δ Β1 ) - respectively, with hatching with a slope to the right and with hatching with a slope to the left; point O is the intersection point of lines 1 and 4 (shown in Fig. 5 by an arrow). Then

Δδ = δΑ2Β2.Δδ = δ Α2Β2 .

(4)(4)

Физически δΑ1, δΒ1 и δΑ2, δΒ2, а также Δδ соответствуют ЕА1, ΕΒ1 и ЕА2, ЕВ2, а также АЕд. где ЕА1, ΕΒ1 - энергия восполняемых источников, преобразованная в водород в ненапряженный период энергопотребления -технологический запас энергии ΔΕΤ (при Ν = Νο), и энергия, дополнительно израсходованная в напряженный период при мощности преобразователя 1, равной Νο; ЕА2, ЕВ2 - тоже при мощности преобразователя 1, равной Ид АЕд - дополнительный запас энергии водорода в напряженный период энергопотребления, равный по аналогии с (4)Physically, δ Α1 , δ Β1 and δ Α2 , δ Β2 , as well as Δδ correspond to E A1 , Ε Β1 and E A2 , E B2 , and also AE d . where Е A1 , Ε Β1 is the energy of renewable sources converted to hydrogen in the unstressed period of energy consumption, the technological energy reserve ΔΕ Τ (for Ν = Ν ο ), and the energy additionally consumed in the busy period with the power of converter 1 equal to Ν ο ; E A2 , E B2 - also when the power of the converter 1 is equal to Id AE d is the additional supply of hydrogen energy in a busy period of energy consumption, equal by analogy with (4)

ΔΕΛ — Ед2 — ЕВΔΕ Λ - Ed2 - E B 2

Из графиков на фиг. 6 имеем:From the graphs in FIG. 6 we have:

(5)(5)

- 3 024944- 3,049,444

ΔΕ = ΔΕΤ + ΔΕ.ΔΕ = ΔΕ Τ + ΔΕ.

(6) где ΔΕ - суммарный запас энергии к началу напряженного периода энергопотребления.(6) where ΔΕ is the total energy reserve at the beginning of a busy period of energy consumption.

Таким образом, если мощность преобразователя 1, равна средней нагрузке по сезонно-цикловым периодам энергопотребления (Ν = Νο), то на начало напряженного периода в установке будет обеспечен только технологический (минимально достаточный) запас энергии ΔΕΤ. Если мощность преобразователя 1, превышает среднюю нагрузку по периодам энергопотребления (Ν > Νο) на величину ΔΝ (на величину запаса мощности преобразователя 1), то на начало напряженного периода энергопотребления в установке дополнительно к технологическому запасу будет обеспечен дополнительный запас энергии ΔΕ.,, При этом к концу напряженного или на начало ненапряженного периода предусмотрен остаток ΔΕо дополнительного запаса энергии АЕд.Thus, if the power of converter 1 is equal to the average load for seasonal-cycle periods of energy consumption (Ν = Ν ο ), then at the beginning of the busy period in the installation only technological (minimally sufficient) energy supply ΔΕ Τ will be provided. If the power of converter 1 exceeds the average load for periods of energy consumption (Ν> Ν ο ) by ΔΝ (by the amount of power reserve of converter 1), then at the beginning of a busy period of energy consumption in the installation, in addition to the technological reserve, an additional energy reserve ΔΕ will be provided. ,, Moreover, by the end of the busy or at the beginning of the unstressed period, the remainder ΔΕ of the additional energy reserve AE d

В результате мощность преобразователя 1 превышает среднюю нагрузку Νο по сезонно-цикловым периодам энергопотребления настолько, что обеспечивает с запасом энергопотребление в напряженный период. При этом Ν меньше ΝΗ, но больше Νο. Производительность электролизера 2 соответствует мощности Ν преобразователя 1. Энергоемкость водородного газгольдера 3 соответствует количеству водорода, полученного к началу напряженного периода энергопотребления.As a result, the power of converter 1 exceeds the average load Ν ο for seasonal-cycle periods of energy consumption so that it provides energy consumption with a margin in a busy period. Moreover, Ν is less than Ν Η , but more is Ν ο . The performance of the electrolyzer 2 corresponds to the power Ν of the converter 1. The energy intensity of the hydrogen gas tank 3 corresponds to the amount of hydrogen obtained at the beginning of the busy period of energy consumption.

Пример применения данной установки по назначению и определения ее основных параметров. Пусть объектом обслуживания является отдельный жилой дом, в котором объекты энергопотребления представлены электроприборами, а также системами горячего водоснабжения и отопления, снабженными водогрейными котлами. При этом электроприборы подсоединены к коммунальной электросети и автономное электроснабжение не требуется. Система горячего водоснабжения используется в течение всего года, система отопления - только в осенне-зимний период, который равен 5 месяцам. Кроме того, потребителями энергии являются 2 автомобиля, система питания которых дополнительно оснащена дополнительной системой, обеспечивающей возможность использования водорода, например, в качестве добавки к бензину. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили постоянно (равномерно в течение года) заправляют водородом посредством заправочного устройства, входящего в состав водородного газгольдера 3. Мощность, расходуемая на получение водородного топлива ΝΒΤ, составляет 2 кВт; системы горячего водоснабжения ΝΒ0 - 1 кВт, системы отопления Ν - 3 кВт. Причем летом Ν^ = ΝΒΤ + ΝΒ0 = 2 + 1=3 кВт, а зимой КП = ΝΒΤ + ΝΒ0 + Ν = 2 + 1 + 3 = 6 кВт. По распределению нагрузки в течение года в данном примере имеет место сезонно-цикловой режим энергопотребления: с чередованием ненапряженных весенне-летних (с минимальной нагрузкой) и напряженных осенне-зимних (с максимальной нагрузкой) периодов.An example of the application of this installation for its intended purpose and determination of its main parameters. Let the service object be a separate residential building, in which energy consumption objects are represented by electrical appliances, as well as hot water supply and heating systems equipped with hot water boilers. At the same time, electrical appliances are connected to the public electricity network and autonomous power supply is not required. The hot water supply system is used throughout the year, the heating system - only in the autumn-winter period, which is 5 months. In addition, 2 cars are consumers of energy, the power supply system of which is additionally equipped with an additional system that allows the use of hydrogen, for example, as an additive to gasoline. Therefore, in the process of operation, cars are constantly (evenly throughout the year) charged with hydrogen by means of a refueling device, which is part of the hydrogen gas tank 3. The power consumed to produce hydrogen fuel Ν ΒΤ is 2 kW; hot water supply systems Ν Β0 - 1 kW, heating systems Ν - 3 kW. Moreover, in the summer, Ν ^ = Ν ΒΤ + Ν Β0 = 2 + 1 = 3 kW, and in winter, К П = Ν ΒΤ + Ν Β0 + Ν = 2 + 1 + 3 = 6 kW. According to the load distribution during the year, in this example, there is a seasonal-cyclic mode of energy consumption: with alternating unstressed spring-summer (with a minimum load) and busy autumn-winter (with a maximum load) periods.

В соответствии с заданными условиями для энергообеспечения этого объекта обслуживания может быть предложена установка по варианту А (фиг. 1), обеспечивающая получение водорода за счет энергии восполняемых источников (например, ветра и солнца) с последующим его использованием в качестве добавки к бензину и подачей к водогрейным котлам 6 и 7 от водородного газгольдера 3. Ее средняя мощность Νο по сезонно-цикловым периодам использования составляет 4 кВт и она найдена графически - при построении графиков по аналогии с фиг. 5 - при условии, что δΑ1 = §βι . При этом установлено, что ΔΝ = 0,5 кВт.In accordance with the specified conditions for the energy supply of this facility, a facility of option A can be proposed (Fig. 1), which ensures the production of hydrogen due to the energy of renewable sources (for example, wind and sun) with its subsequent use as an additive to gasoline and feed to boilers 6 and 7 from the hydrogen gas tank 3. Its average power Ν ο for seasonal-cycle periods of use is 4 kW and it was found graphically - when plotting graphs by analogy with FIG. 5 - provided that δ Α1 = §βι. It was found that ΔΝ = 0.5 kW.

Тогда мощность преобразователя 1 установки (фиг. 5)Then the power of the Converter 1 installation (Fig. 5)

N = X = Ч + ЛЫД = 4,0 + 0,5 = 4,5 кВт.N = X = H + LY D = 4.0 + 0.5 = 4.5 kW.

Максимальная мощность аккумулирования энергии в запас в ненапряженный весенне-летний период энергопотребления - по формулеThe maximum power of energy storage in the reserve during an unstressed spring-summer period of energy consumption - according to the formula

Να = Ν, - Ν,™ = 4,5 - 3,0 = 1,5 кВт.Ν α = Ν, - Ν, ™ = 4.5 - 3.0 = 1.5 kW.

Количество энергии на отопление Еот дома при продолжительности осенне-зимнего (отопительного) периода Т3, равного 5 месяцам, - по формулеThe amount of energy for heating E from the house with the duration of the autumn-winter (heating) period T 3 equal to 5 months, according to the formula

Εοτ = Νοτ·Τ5 = 3000 -(13,2 · 106) = 39,6· 109 Дж, где число в скобках - время Тз в с, вычисленное при среднем числе суток в месяце, равном 30,5.Ε οτ = Ν οτ · Τ 5 = 3000 - (13.2 · 10 6 ) = 39.6 · 10 9 J, where the number in brackets is the time T s in s, calculated with the average number of days in a month equal to 30, 5.

Количество энергии ЕАЛ, накопленное в водородном газгольдере за весенне-летний период ТЛ (энергоемкость газгольдера), равный 7 месяцам, - по формуле:The amount of energy E AL accumulated in the hydrogen gas tank for the spring-summer period T L (energy capacity of the gas tank), equal to 7 months, according to the formula:

Εαλα· Т„ = 1500-(18,4- 106) = 27,б- 109Дж, где число в скобках - время ТЛ в с, вычисленное при среднем числе суток в месяце, равном 30,5.Ε αλ = Ν α · T „= 1500- (18.4-10 6 ) = 27, b- 10 9 J, where the number in brackets is the TL time in s, calculated with the average number of days in a month equal to 30.5 .

Количество энергии ЕАЗ восполняемых источников, преобразованное в водород и использованное на отопление за осенне-зимний период:The amount of energy E AZ replenished sources converted to hydrogen and used for heating during the autumn-winter period:

Еаз = Να- Χ = 1500 - 13,2 · 106 = 19,8 · 109 Дж.E az = Ν α - Χ = 1500 - 13.2 · 10 6 = 19.8 · 10 9 J.

Суммарное количество энергии Ет, преобразованное в водород на отопление за летний и зимний периоды (за год)The total amount of energy Et converted to hydrogen for heating during the summer and winter periods (per year)

Ет = Едя + Едз = (27,6 109) + (19,8 · 109) = 47,4 · 109 Дж.E t = Eden + Edz = (27.6 10 9 ) + (19.8 · 10 9 ) = 47.4 · 10 9 J.

Запас энергии, сформированный в течение года:Energy reserve formed during the year:

- 4 024944- 4,049,444

ΔΕτ = Ет - Еот = (47,4 · 109) - (39,6 · 109) = 7,8 · 109 Дж, что составляет около 20% к ЕОТ.ΔΕτ = E t - E from = (47.4 · 10 9 ) - (39.6 · 10 9 ) = 7.8 · 10 9 J, which is about 20% of E OT .

Таким образом, применение данной установки позволило получить водородное топливо для автотранспортных средств, а также для систем горячего водоснабжения и отопления и при этом использовать преобразователь 1, мощность которого N значительно меньше пиковой нагрузки Ып (4,5 < 6,0) в напряженный осенне-зимний период. Вместе с тем в установке, как показывают ориентировочные расчеты (они выполнены без учета потерь энергии при ее преобразовании из одного вида в другой), обеспечен запас энергии.Thus, the use of this installation made it possible to obtain hydrogen fuel for motor vehicles, as well as for hot water supply and heating systems, and at the same time use converter 1, whose power N is much less than the peak load S p (4.5 <6.0) in the busy autumn winter period. At the same time, in the installation, as shown by approximate calculations (they were performed without taking into account energy losses during its conversion from one type to another), an energy reserve was provided.

Пример формирования вариантов установки на основе базового водородного варианта А, в состав которой входят преобразователь 1 восполняемой энергии в электроэнергию постоянного тока, электролизер 2 воды, водородный 3 и кислородный газгольдер 4 газгольдеры, а также реактор 5 для получения метанола.An example of the formation of installation options based on the basic hydrogen variant A, which includes a renewable energy converter 1 into direct current electricity, a water electrolyzer 2, hydrogen 3 and oxygen gas holder 4 gas holders, and also a reactor 5 for producing methanol.

Для получения варианта В вариант А дополняют аккумулятором 8 электрического тока, зарядным устройством 10 и инвертором 9.To obtain option B, option A is supplemented with an electric current accumulator 8, a charger 10 and an inverter 9.

Для получения варианта С вариант А дополняют водородно-кислородными топливными элементами 13 и инвертором 9.To obtain option C, option A is supplemented with hydrogen-oxygen fuel cells 13 and an inverter 9.

Для получения варианта Ό вариант В дополняют водородно-кислородными топливными элементами 13.To obtain option Ό option B is supplemented with hydrogen-oxygen fuel cells 13.

Следовательно, путем дополнения к варианту А новых конструктивных элементов представляется возможным получить другие варианты: В, С и Ό.Therefore, by supplementing option A with new structural elements, it seems possible to obtain other options: B, C, and Ό.

Установка не представляет экологической опасности, так как при сгорании водорода вновь образуется вода. Электролиз воды используется более сотни лет для получения водорода. Поскольку эффективность реакции электролиза не зависит от размера элемента или батареи элементов, электролизеры позволяют получать водород на крупных и малых установках. Коэффициент полезного действия обычного промышленного электролизера составляет около 70-80%, водородных топливных элементов - 60-65%. Из-за отсутствия двигающихся частей эксплуатационные расходы невелики, и установку можно использовать с периодическими и переменными источниками энергии, такими как ветер и солнце. Установка адаптирована к сезонно-цикловому режиму энергопотребления. Поэтому любую избыточную электроэнергию, произведенную во время ненапряженного сезонного периода энергопотребления, можно сохранить в форме водорода, а затем использовать ее как дополнительную энергию в напряженный сезонный период.The installation does not pose an environmental hazard, since water is formed again during the combustion of hydrogen. Electrolysis of water has been used for more than a hundred years to produce hydrogen. Since the efficiency of the electrolysis reaction does not depend on the size of the cell or battery of cells, electrolyzers allow the production of hydrogen in large and small plants. The efficiency of a conventional industrial electrolyzer is about 70-80%, hydrogen fuel cells - 60-65%. Due to the lack of moving parts, operating costs are small and the installation can be used with periodic and variable energy sources such as wind and sun. The installation is adapted to the seasonal-cyclic mode of energy consumption. Therefore, any excess electricity generated during an unstressed seasonal period of energy consumption can be stored in the form of hydrogen, and then use it as additional energy in a busy seasonal period.

Источники информации, принятые во вниманиеSources of information taken into account

1. Патент России на изобретение № 2213881, Р03В 13/00, 28.06.2001.1. Russian patent for the invention No. 2213881, Р03В 13/00, 06/28/2001.

2. Сибикин Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учеб. пособие/Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. - 2-е изд. - М.: КНОРУС, 2012. - С. 224, 225.2. Sibikin Yu.D. Unconventional and renewable energy sources: textbook. allowance / Yu.D. Sibikin, M.Yu. Sibikin. - 2nd ed. - M .: KNORUS, 2012 .-- S. 224, 225.

3. Кириченко Н.Б. Автомобильные эксплуатационные материалы: учеб. пособие/Н.Б. Кириченко 7-е изд. - М.: Академия, 2011. - С. 64-66, 68-70.3. Kirichenko NB Automotive Maintenance Materials: Textbook. allowance / N.B. Kirichenko 7th ed. - M.: Academy, 2011 .-- S. 64-66, 68-70.

4. Политехнический словарь/гл. ред. А.Ю. Ишлинский. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С. 77 - прототип.4. Polytechnical dictionary / Ch. ed. A.Yu. Ishlinsky. - 3rd ed., Revised. and add. - M .: Big Russian Encyclopedia, 2000. - S. 77 - prototype.

Claims (6)

1. Водородная установка для использования энергии восполняемых источников с сезонноцикловым режимом энергопотребления, включающая в себя преобразователь восполняемой энергии в электроэнергию постоянного тока, аккумулятор энергии и объект энергопотребления, отличающаяся тем, что аккумулятор выполнен с возможностью аккумулирования энергии восполняемых источников в водород, при этом в состав установки входят электролизер воды, водородный и кислородный газгольдеры, реактор для получения метанола, при этом электроды электролизера соединены с преобразователем восполняемой энергии, электролизер скоммутирован с водородным и кислородным газгольдерами, а водородный газгольдер - с реактором, который сообщен с емкостью для хранения, оснащенной раздаточным устройством, кроме того, водородный и кислородный газгольдеры выполнены с заправочными устройствами, водородный газгольдер - с возможностью подачи водорода к объекту потребления тепловой энергии.1. A hydrogen installation for using energy from renewable sources with seasonal cycle power consumption, including a converter of renewable energy into direct current electricity, an energy accumulator and an energy consumption object, characterized in that the battery is configured to accumulate energy from renewable sources in hydrogen, while installations include a water electrolyzer, hydrogen and oxygen gas tanks, a methanol reactor, while the electrodes of the electrolyzer are connected inenes with a renewable energy converter, the electrolyzer is connected to hydrogen and oxygen gas tanks, and the hydrogen gas tank to the reactor, which is in communication with a storage tank equipped with a dispenser, in addition, the hydrogen and oxygen gas tanks are made with refueling devices, the hydrogen gas tank is feedable hydrogen to the object of consumption of thermal energy. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена дополнительным аккумулятором, который выполнен с возможностью аккумулирования энергии восполняемых источников в электроэнергию и оснащен зарядным устройством с переключателем и детектором заряда в аккумуляторе, в состав установки также дополнительно входит инвертор, при этом аккумулятор на входе скоммутирован с преобразователем, а на выходе - с инвертором, который подсоединен к объекту потребления электроэнергии.2. The installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional battery, which is configured to store the energy of the replenished sources in electricity and is equipped with a charger with a switch and a charge detector in the battery, the installation also includes an inverter, and the battery at the input it is connected to the converter, and at the output it is connected to an inverter, which is connected to the object of electricity consumption. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя водороднокислородные топливные элементы и инвертор, топливные элементы скоммутированы на входе с водородным и кислородным газгольдерами, а на выходе - с инвертором, при этом указанные топливные элементы выполнены с возможностью передачи тепла на основе теплообмена объекту потребления тепло- 5 024944 вой энергии, а инвертор подсоединен к объекту потребления электроэнергии.3. The installation according to claim 1, characterized in that it further includes hydrogen-oxygen fuel cells and an inverter, the fuel cells are connected at the inlet with hydrogen and oxygen gas tanks, and at the outlet with an inverter, while these fuel cells are configured to transmit heat on the basis of heat exchange to the heat consumption object 5,049,944, and the inverter is connected to the electricity consumption object. 4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что она дополнительно включает в себя водороднокислородные топливные элементы, скоммутированные на входе с водородным и кислородным газгольдерами, а на выходе - с инвертором, при этом указанные топливные элементы выполнены с возможностью передачи тепла на основе теплообмена объекту потребления тепловой энергии.4. The installation according to claim 2, characterized in that it further includes hydrogen-oxygen fuel cells, connected at the inlet with hydrogen and oxygen gas tanks, and at the outlet with an inverter, while these fuel cells are made with the possibility of heat transfer based on heat transfer object of consumption of thermal energy. 5. Установка по пп.1-4, отличающаяся тем, что она выполнена в виде вариантов А, В, С и Ό, соответствующих указанным пунктам, каждый из которых имеет возможность аккумулирования энергии восполняемых источников в водородном газгольдере в течение ненапряженного сезонного периода энергопотребления в таком количестве, которое с запасом достаточно для энергообеспечения обслуживаемого объекта в последующий напряженный сезонный период с учетом одновременного использования энергии восполняемых источников в этот период, при этом мощность преобразователя восполняемой энергии превышает среднюю нагрузку по сезонно-цикловым периодам энергопотребления только настолько, что обеспечивает с запасом энергопотребление в напряженный период, производительность электролизера соответствует мощности преобразователя, энергоемкость водорода в водородном газгольдере соответствует количеству водорода, полученного к началу напряженного периода энергопотребления.5. Installation according to claims 1 to 4, characterized in that it is made in the form of options A, B, C and Ό corresponding to the indicated points, each of which has the ability to accumulate energy from renewable sources in a hydrogen gas tank during an unstressed seasonal period of energy consumption in in such a quantity that with a reserve is sufficient for energy supply of the serviced object in the next busy seasonal period, taking into account the simultaneous use of energy from renewable sources in this period, while the power zovatelya renewable energy exceeds the average load on the cyclic seasonal periods only so much energy that provides a supply of power in a busy period, the cell performance corresponds to a power converter, power consumption of hydrogen in the hydrogen gas holder corresponds to the amount of hydrogen produced to the top of the stress energy period. Фиг. 1FIG. one Фиг. 2FIG. 2 Фиг. 3FIG. 3 - 6 024944- 6,049,444 Фиг. 4FIG. 4
EA201300067A 2012-12-26 2012-12-26 Hydrogen unit for utilisation of energy of renewable sources with seasonal and cyclic mode of energy consumption EA024944B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201300067A EA024944B1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Hydrogen unit for utilisation of energy of renewable sources with seasonal and cyclic mode of energy consumption

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201300067A EA024944B1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Hydrogen unit for utilisation of energy of renewable sources with seasonal and cyclic mode of energy consumption

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201300067A1 EA201300067A1 (en) 2014-06-30
EA024944B1 true EA024944B1 (en) 2016-11-30

Family

ID=51013755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201300067A EA024944B1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Hydrogen unit for utilisation of energy of renewable sources with seasonal and cyclic mode of energy consumption

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA024944B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653825C1 (en) * 2017-08-28 2018-05-14 Андрей Владиславович Курочкин Autonomous hydrogen plant
RU2661580C1 (en) * 2017-08-28 2018-07-17 Андрей Владиславович Курочкин Autonomous installation for producing hydrogen
RU2685105C1 (en) * 2018-03-23 2019-04-16 Андрей Владиславович Курочкин Hydrogen plant (versions)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677318C2 (en) * 2017-03-29 2019-01-16 Александр Васильевич Ноздричев Sea wave power station (options), magnetohydrodynamic generator, magnetohydrodynamic channel, hydrogen-oxygen turbogenerator, pump installation and application of electrochemical generator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2015412C1 (en) * 1991-04-08 1994-06-30 Колесников Николай Кузьмич Wind-driven electric plant
US6100600A (en) * 1997-04-08 2000-08-08 Pflanz; Tassilo Maritime power plant system with processes for producing, storing and consuming regenerative energy
JP2001304091A (en) * 2000-04-20 2001-10-31 Toshiba Corp Wind power generation system
RU2319038C1 (en) * 2006-07-17 2008-03-10 Калиф Енфавич Пак Self-contained with power generating station
US20110237839A1 (en) * 2007-11-22 2011-09-29 Gwa Beteilungs & Management Gmbh Modular power plant unconnected to the grid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2015412C1 (en) * 1991-04-08 1994-06-30 Колесников Николай Кузьмич Wind-driven electric plant
US6100600A (en) * 1997-04-08 2000-08-08 Pflanz; Tassilo Maritime power plant system with processes for producing, storing and consuming regenerative energy
JP2001304091A (en) * 2000-04-20 2001-10-31 Toshiba Corp Wind power generation system
RU2319038C1 (en) * 2006-07-17 2008-03-10 Калиф Енфавич Пак Self-contained with power generating station
US20110237839A1 (en) * 2007-11-22 2011-09-29 Gwa Beteilungs & Management Gmbh Modular power plant unconnected to the grid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2653825C1 (en) * 2017-08-28 2018-05-14 Андрей Владиславович Курочкин Autonomous hydrogen plant
RU2661580C1 (en) * 2017-08-28 2018-07-17 Андрей Владиславович Курочкин Autonomous installation for producing hydrogen
RU2685105C1 (en) * 2018-03-23 2019-04-16 Андрей Владиславович Курочкин Hydrogen plant (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
EA201300067A1 (en) 2014-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207166137U (en) A kind of system that gas ductwork is injected using clean energy resource generating electrolytic hydrogen production
US20200006942A1 (en) Water Production Employing a Hydrogen Cycle
EP1975279B1 (en) Apparatus for renewable hydrogen fuel generation by electrolysis using combined solar and grid power
US20080224670A1 (en) Electrical power generation system
US9951746B2 (en) Potential energy-based power generation system
KR20090059389A (en) The system for producing renewable energy
Shiroudi et al. Demonstration project of the solar hydrogen energy system located on Taleghan-Iran: Technical-economic assessments
Rad et al. Excess electricity problem in off-grid hybrid renewable energy systems: A comprehensive review from challenges to prevalent solutions
CN102534646A (en) Wind power generation, hydrogen production, energy storage, hydrogen supply and reserve power generation device
EA024944B1 (en) Hydrogen unit for utilisation of energy of renewable sources with seasonal and cyclic mode of energy consumption
US20160372775A1 (en) Method for Temporarily Storing the Electric Energy of an Energy Supply System and Regenerative Energy Storage Device
CN112260260A (en) New energy power generation direct current grid-connected system and control method thereof
CN106600022B (en) Wind-light-gas-seawater pumped storage isolated power system capacity optimal configuration method based on multi-objective optimization
RU77948U1 (en) AUTONOMOUS POWER INSTALLATION
Ghenai et al. Design, optimization and control of standalone solar PV/fuel cell hybrid power system
Vacheva et al. An overview of the state of art of fuel cells in electric vehicles
CN204572342U (en) A kind of Novel wind accumulation of energy hydrogen-generator
Cao et al. Capacity Optimization of Multi-energy complementary Microgrid Considering Green Hydrogen System
Lill et al. Case study for battery bank subsidization
DE202012002589U1 (en) System for autonomous energy supply with renewable energy
Gupta et al. An isolated hybrid WT/PV/MH power generation system assisted with an energy storage system in conjunction with a power management scheme
Kleperis et al. Energy storage solutions for small and medium-sized self-sufficient alternative energy objects
Kravchenko et al. Peculiarities of Application of Helioenergetics for Signaling, Interlocking and Blocking Devices at the Railroad Transport
RU92473U1 (en) HYDROGEN HYDRO POWER PLANT
Surianu et al. Comparative study of the opportunity to use Renewable Energy Sources to supply Residential Consumers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU