Преимущества и недостатки электростанций на топливных элементах

Преимущества электростанций на топливных элементах

• Топливные элементы просты по своей природе, долговечны и редко требуют технического обслуживания и ремонта.
• Топливные элементы эффективнее, чем обычные генераторы, для мелкомасштабного обеспечения электроэнергией.
• Водород — наиболее предпочтительный источник энергии для топливных элементов — нетоксичен.
• При соблюдении правил эксплуатации водородный топливный $ элемент производит пренебрежимо малое количество загрязняющих атмосферу газов и не делает пылевых загрязнителей вовсе. Даже если топливом для топливного элемента служат более привычные метан или пропан, уровень загрязнения окружающей среды все равно ниже, чем при работе с традиционным генератором на двигателе внутреннего сгорания.
• Использование топливных ячеек позволяет избежать зависимости от импорта нефти.
• Производство водорода для топливных ячеек может при наличии соответствующей инфраструктуры доставки и хранения — повысить запас топлива для обогрева.
• Действующие газопроводы можно использовать для подачи метана на электростанции с топливными элементами, применяющими этот газ.
• Некоторые виды топлива, подходящие для использования в топливных элементах, можно производить на небольших местных предприятиях.
• Иногда местные власти стимулируют применение альтернативной энергетики (включая топливные элементы) с помощью налоговых льгот и субсидий.

Недостатки электростанций на топливных элементах

• В некоторых районах обслуживание топливных элементов затруднительно из-за недостатка запчастей или опытных техников.
• Доставка и хранение топлива для водородных топливных элементов представляют собой главное технологическое препятствие широкому распространению малых электростанций такого типа, хотя это ограничение не касается жидких видов альтернативного топлива.
• Удельная энергия (энергоемкость) водорода по сравнению с другими видами топлива относительно низка. Это ограничение также не касается жидких видов альтернативного топлива.
• Водород чрезвычайно горюч и взрывоопасен. Это ограничение обычно не относится к жидким видам альтернативного топлива.
• Водородные топливные элементы достаточно дороги в эксплуатации, в основном из-за стоимости процессов, связанных с выделением свободного водорода из его природных форм. Жидкие виды альтернативного топлива, как правило, не имеют такого недостатка.
• Некоторые виды топлива, такие как дизельное или биодизель, в холодную погоду становятся более вязкими, что может вывести топливный элемент из строя.
• Другие виды топлива — метанол или бензин, например, — могут быть токсичны при прямом контакте.

Вопрос

Можно ли модифицировать систему, так, чтобы она могла использовать иные источники энергии — солнечные батареи, ветряные турбины или и то и другое? Как это можно сделать? Можно ли целиком обеспечить жилой дом электричеством за счет подобной системы, чтобы не зависеть от коммунальных электрических сетей?

Ответ

Это возможно, но дорого. Так, солнечная батарея или солнечная панель может заряжать аккумуляторы, пока стоит солнечная погода. Ветряная турбина может использоваться в качестве вспомогательного источника электроэнергии, работая ветреными ночами или облачными, но ветреными днями. Топливный элемент будет подключаться к системе, когда энергии ветра и солнца недостаточно для обеспечения электричеством дома или предприятия. Компьютерная система управления энергообеспечением контролирует весь процесс, постоянно гарантируя наиболее эффективное использование энергии. Подобная гибридная система обеспечивает полную независимость от коммунальных электрических сетей, но для ее успешной работы необходимы разнообразные и изобильные источники энергии.