Малые электростанции на топливных элементах

Топливный элемент преобразует жидкое или газообразное горючее в полезное электричество при более низких, чем при обычном горении, температурах. На практике топливный элемент ведет себя как своего рода аккумулятор, который можно зарядить, заполнив горючим топливный резервуар или закачивая топливо из внешнего источника, если такого резервуара нет.

Как это работает

Рассмотрим упрощенную функциональную схему малой электростанции на топливных элементах. Она подходит для электрификации как дома, так и небольшого предприятия. Кроме того, ее можно использовать и в «домах на колесах» (жилых фургонах), и на небольших судах. В случае фиксированного расположения топливо для такой электростанции можно либо хранить на месте, либо подкачивать по трубопроводу. Идеальным топливом для работы такой электростанции в домашних условиях считается обычный метан, так как он подается по уже существующим газораспределительным сетям и хранить его на месте необходимости нет. Однако в сельской местности и в других негазифицированных районах более эффективными и дешевыми могут оказаться другие виды топлива. Типичный блок топливных элементов вырабатывает несколько вольт постоянного тока, что сопоставимо с характеристиками солнечных батарей или автомобильного аккумулятора. Обычно постоянный ток поступает в преобразователь (усиливающий инвертор), на выходе которого получается переменный ток напряжением в 117 В. При желании можно установить запасной набор аккумуляторов для бесперебойной подачи электрического тока во время заправки резервуара топливом — система контроля электроснабжения переключает электрическую аппаратуру с топливной ячейки на аккумуляторную батарею и обратно, когда это необходимо. Постоянный ток, генерируемый топливной батареей и аккумулятором, можно использовать и напрямую, для низковольтных приборов — дуплексных радиостанций или ноутбуков.