Ученые ТПУ нашли бесперебойный способ получения дешевого «зеленого» водорода

06.10.22 14:01

Ученые Томского политехнического университета предложили способ настройки управления ветряными энергетическими установками морского базирования для бесперебойной выработки «зеленого» водорода.

Он основан на методе синтетической инерции, который без включения в систему дополнительных устройств позволяет сохранять ее устойчивость и вырабатывать более дешевый и качественный водород. Проект реализуется в рамках госзадания «Наука».

«Зеленый» водород — водород, полученный методом электролиза воды. Его главное преимущество заключается в минимальных антропогенных выбросах CO2 в атмосферу.

«Водород сам по себе считается самым чистым топливом. Однако процесс его добычи загрязняет окружающую среду даже сильнее, чем традиционная энергетика. Получение «зеленого» водорода — это несомненный тренд, к которому стремятся многие страны. Оптимальное размещение такого «производства» — энергетические ветряные установки морского базирования. Это позволяет сделать весь процесс на 100% эко: вода берется из океана, электричество за счет ветра. Но для его производства необходим устойчивый заряд электричества. Иначе может пострадать качество топлива, а в отдельных случаях даже привезти к авариям, вплоть до взрыва», — поясняет и.о. руководителя отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Игорь Разживин.

Для придания энергосистеме устойчивости политехники предложили использовать синтетическую или виртуальную инерцию — система управления для устройств возобновляемых источников энергии, которая при перебоях частоты извлекает дополнительную кинетическую энергию из ветра и стабилизирует частоту в системе.

Предложенный подход ученые ТПУ протестировали с помощью разработанной в вузе многопроцессорной программно-аппаратной системы «Всережимный моделирующий комплекс реального времени ЭЭС», в том числе при аварийных режимах. Исследования показали, что внедрение синтетической инерции позволяет получить более плавные колебания без резких скачков при изменении напряжения в системе.

«Есть альтернативные варианты решения этой же задачи. В них коллеги предлагают внедрить в систему дополнительный стабилизатор управления напряжением и суперконденсатор. Это рабочий метод. Однако он требует покупки дорогостоящего оборудования, которое необходимо настраивать и контролировать в системе, а также синхронизации его работы с другими системами цепи. Наш метод проще и дешевле аналогов за счет того, что мы модернизируем саму систему управления энергосистемы. К тому же с его помощью проще обезопасить установку от аварийных ситуаций, а значит получать качественный водород бесперебойно», — добавляет Игорь Разживин.