Ένα πιλοτικό έργο που συνδυάζει ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα 27 kW με μπαταρίες και κυψέλες καυσίμου υδρογόνου βρίσκεται υπό ανάπτυξη σε μια επιστημονική βάση της Χιλής σε ένα νησί της Ανταρκτικής.
Η ανάπτυξη του έργου
Το έργο αναπτύσσεται στην Επιστημονική Βάση του Καθηγητή Julio Escudero, η οποία λειτουργεί από το Χιλιανό Ανταρκτικό Ινστιτούτο (INACH) στο νησί King George, το οποίο βρίσκεται περίπου 120 χλμ. από τις ακτές της Ανταρκτικής.
Η πρωτοβουλία υλοποιείται από τον γερμανικό οργανισμό Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) ως μέρος του έργου Team Europe Renewable Hydrogen Development (RH2), με συγχρηματοδότηση από την Ευρωπαϊκή Ένωση και το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Οικονομικών και Ενέργειας της Γερμανίας (BMWE).
Το προτεινόμενο έργο στοχεύει στη δοκιμή υβριδικών ενεργειακών λύσεων σε ένα από τα πιο απαιτητικά λειτουργικά περιβάλλοντα στον κόσμο, μειώνοντας παράλληλα την εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα στις υποδομές της Ανταρκτικής.
Σύμφωνα με την προκαταρκτική μελέτη σκοπιμότητας του έργου, μια επιλογή που εξετάζεται είναι ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό εργοστάσιο 27 kW που χρησιμοποιεί μονοκρυσταλλικά ηλιακά πάνελ 500 W. Αυτή η διαμόρφωση θα παρήγαγε περίπου 66 kWh ανά ημέρα, 1.980 kWh ανά μήνα και 11.880 kWh ανά εξαμηνιαία σεζόν. Δεδομένης της απόδοσης κάθε μονάδας, ο σχεδιασμός θα απαιτούσε περίπου 54 ηλιακούς συλλέκτες. Η έκθεση συγκρίνει επίσης αυτήν την επιλογή με έναν αιολικό σταθμό παραγωγής ενέργειας 12 kW και ένα οπτοηλεκτρικό σύστημα ηλιακών συλλεκτών 11 kW.
Ο σχεδιασμός για το υδρογόνο
Από την πλευρά του υδρογόνου, ο εννοιολογικός σχεδιασμός προβλέπει την επιτόπια παραγωγή υδρογόνου χρησιμοποιώντας έναν μικρό ηλεκτρολύτη χωρητικότητας περίπου 0,5 Nm³/h, που ισοδυναμεί με 1 kg υδρογόνου ανά ημέρα, και ονομαστική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας 2,4–5 kW. Η μελέτη επιτρέπει αλκαλικές, PEM ή AEM τεχνολογίες ηλεκτρολύτη, καθώς και οι τρεις πληρούν τις απαιτήσεις του πιλοτικού έργου.
Το υδρογόνο θα αποθηκεύεται ως αέριο σε σταθερές δεξαμενές ή κυλίνδρους ελάχιστης χωρητικότητας 5 kg και μέγιστης πίεσης 30–40 bar. Το αποθηκευμένο υδρογόνο θα τροφοδοτούσε κυψέλες καυσίμου PEM σχεδιασμένες να παρέχουν 30 kW εφεδρικής ισχύος στο βασικό εργαστήριο για έως και δύο ώρες το μήνα. Η εκτιμώμενη κατανάλωση υδρογόνου για αυτόν τον σκοπό είναι 4,14 kg ανά μήνα, 25 kg ανά περίοδο λειτουργίας και 50 kg ανά έτος.
Η παραγωγή ενέργειας
Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τις κυψέλες καυσίμου θα απαιτούσε έναν μετατροπέα 30 kW και έναν πίνακα αυτόματης μεταφοράς για την απομόνωση και την άμεση τροφοδοσία του εργαστηρίου σε περίπτωση διακοπής ρεύματος. Ο σχεδιασμός του συστήματος περιλαμβάνει επίσης αισθητήρες διαρροής υδρογόνου, συστήματα συναγερμού, μηχανισμούς έκτακτης διακοπής λειτουργίας, θερμικό έλεγχο, συστήματα ανανέωσης αέρα, εξοπλισμό καθαρισμού νερού και σωληνώσεις από ανοξείδωτο χάλυβα για την εξαέρωση υδρογόνου, νερού και οξυγόνου.
Το έργο προέκυψε μετά από μελέτες που διεξήχθησαν το 2022 και το 2023, οι οποίες αξιολόγησαν την τεχνική και οικονομική σκοπιμότητα της χρήσης υδρογόνου ως πηγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας υπό ακραίες συνθήκες. Οι αναλύσεις κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι είναι εφικτό να αναπτυχθεί ένα αρθρωτό σύστημα ικανό να παράγει, να αποθηκεύει και να χρησιμοποιεί ανανεώσιμο υδρογόνο επί τόπου.
www.worldenergynews.gr
