Manba: sec.ucf.edu
Vodorodni ishlab chiqarish uchun quyosh energiyasidan foydalanish ikki jarayon bilan amalga oshirilishi mumkin: quyosh energiyasidan foydalangan holda suv elektrolizi va to'g'ridan-to'g'ri quyosh suvining bo'linishi. Quyosh tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasini ko'rib chiqishda deyarli hamma PV-elektroliz haqida gapirishadi. Jarayon ishlaydi. Aslida, u 1983 yilda Florida Quyosh energiyasi markazida NASA Kennedi nomidagi kosmik markaz tomonidan moliyalashtirilgan holda namoyish etilgan. Texnologik jihatdan mumkin bo'lsa-da, bu hali iqtisodiy jihatdan foydali emas. Xarajatlardan tashqari, nima uchun boshqa energiya tashuvchisi bo'lgan vodorodni ishlab chiqarish uchun elektr energiyasini, juda samarali energiya tashuvchisini ishlatamiz va keyin yana elektr energiyasiga aylantiramiz? Boshqacha qilib aytganda, elektr energiyasi bizning eng kerakli energiya tashuvchimiz elektr energiyasi kabi juda qadrli bo'lib, biz uni bundan boshqasiga ishlatishni xohlamasligimiz mumkin. Bu, ayniqsa, elektr energiyasi fotovoltaikadan ishlab chiqarilgan bo'lsa, to'g'ri keladi. PV energiya manbai sifatida mamlakat kommunal xizmatlarining konditsionerlarining eng yuqori yukiga mos keladi. PV elektr energiyasini elektr energiyasi sifatida ishlatish juda yaxshi, chunki uni boshqacha tarzda ishlatish juda behuda.
Vodorodni quyoshda ishlab chiqariladigan elektr energiyasidan qachon qilish mantiqiy bo'ladi? Bunga javoban biz har qanday vaqtda elektr energiyasini ishlatib bo'lmaydigan vaqtlarda vodorod qilishni istaymiz - chekka hududlarda va mavsumiy o'zgarishlarda. Shamol, gidro, geotermik yoki boshqa turdagi quyosh tomonidan ishlab chiqariladigan elektr energiyasidan olinadigan vodorod manba elektr tarmog'idagi yuk profiliga mos kelmasa, qimmatlidir.
Agar PV-elektroliz-yoqilg'i xujayrasi orqali quyosh elektr energiyasi mantiqqa to'g'ri kelmasa, PV-elektrolitik vodorod haqida nima deyish mumkin? Aslida, PV-elektroliz haqidagi munozaralarning aksariyati avtomobil yoqilg'isi sifatida foydalanish uchun vodorod ishlab chiqarishga tegishli. Shunga qaramay, ushbu stsenariy hayotga yaroqli emas. Vodorod yoqilg'i quyish stantsiyasining kuniga o'rtacha 1000 litr benzin tarqatadigan holatini ko'rib chiqing, bu o'rtacha o'rtacha respublikaning yarmi. E'tibor bering, bitta galon benzinda bir kilogramm (kg) vodorod bilan teng miqdordagi energiya mavjud. Shunday qilib, yonilg'i quyish stantsiyasiga kuniga taxminan 1000 kg vodorod kerak bo'ladi. Vodorodning pastroq isitish qiymatidan foydalanib, bir kg vodorod ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan elektr energiyasi 51 kVt soatni tashkil etadi (elektrolizator samaradorligi 65% dan foydalangan holda). Bu shuni anglatadiki, kuniga 1000 kg vodorod kuniga 51000 kVt / soat elektr energiyasini talab qiladi. 51000 kVt soatni ta'minlash uchun zarur bo'lgan PV miqdorini kVt / soatni kuniga 5 soatga bo'lish orqali hisoblash mumkin. Shunday qilib, kuniga 1000 kg vodorod yonilg'i quyish shoxobchasini ishlatish uchun 10,200 kVt yoki 10,2 megavatt PV quvvati kerak bo'ladi. E'tibor bering, 1 kVt quvvat PV uchun 10 kvadrat metr maydonni 10% samaradorlikda talab qiladi.
Ikkinchi toifaga, to'g'ridan-to'g'ri quyosh suvining bo'linishi, quyosh energiyasi oraliq elektroliz bosqichidan o'tmasdan to'g'ridan-to'g'ri suvdan vodorod ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan har qanday jarayonni anglatadi. Bunga misollar:
suvning fotoelektrokimyoviy bo'linishi - bu usul yorug'lik energiyasini vodorodning kimyoviy energiyasiga aylantirish uchun fotoelektrokimyoviy xujayrada yarimo'tkazgich elektrodlardan foydalanadi. Fotoelektrokimyoviy tizimlarning asosan ikki turi mavjud - biri yarimo'tkazgichlar yoki bo'yoqlardan, ikkinchisi esa eritilgan metall komplekslaridan foydalangan holda.
fotobiologik - bu quyosh nurlari yordamida biologik tizimlardan vodorod hosil bo'lishini o'z ichiga oladi. Ba'zi suv o'tlari va bakteriyalar mos sharoitlarda vodorod ishlab chiqarishi mumkin. Yosunlar tarkibidagi pigmentlar quyosh energiyasini o'zlashtiradi va hujayradagi fermentlar suvni vodorod va kislorod tarkibiy qismlariga ajratish uchun katalizator vazifasini bajaradi.
yuqori haroratli termokimyoviy tsikllar - bu tsikllar termokimyoviy pog'onalar yordamida suvning bo'linishi bilan vodorod ishlab chiqarish uchun quyosh issiqligidan foydalanadi.
biomassani gazlashtirish - bu issiqlik yordamida biomassani vodorodga boy sintetik gazga aylantiradi.
Fotoelektrokimyoviy va fotobiologik jarayonlar uzoq muddatli energiya talablarini qondirish uchun ishlab chiqilishi kerak. Bugungi kunda&# 39 tizimlarining samaradorligi 1 foizdan kam (quyoshdan vodorodgacha) va ular tejamkor bo'lish uchun ancha yuqori samaradorlikka erishishlari kerak. Ikkala texnologiyaning ham keng ko'lamli o'rnatmalari mavjud emas.
Yuqori haroratli termokimyoviy tsikllar ajoyib samaradorlikka erishishi mumkin (40 foizdan ko'p), lekin ular 800º S dan yuqori haroratga erishishga qodir bo'lgan konsentrlangan quyosh qabul qiluvchisi / reaktorlaridan foydalanishi kerak. (Qarang: Quyoshning termokimyoviy suvini ajratish tsikllari bilan vodorod ishlab chiqarish).
Biomassani gazlashtirish issiqlik yordamida biomassani (o'tin, o't yoki qishloq xo'jaligi chiqindilari) sintetik gazga aylantiradi. Gazlarning tarkibi xomashyo turiga, kislorod borligiga, reaktsiya harorati va boshqa parametrlarga bog'liq. Biyokütle gazleştiricileri qattiq qatlamli, akışkan qatlamli va yotqizilgan qatlamli reaktorlar sifatida ishlab chiqilgan.
