محطة توليد الطاقة الكهربائية بالهيدروجين


(waterman) #1


السلام عليكم

بعض استعراض الطرق التي يمكن من خلالها الحصول على الهيدروجين و بغض النظر عن الطريقة التي يتم اتباعها ، و بعد معرفة مبدأ عمل خلايا توليد الكهرباء بالهيدروجين ، فقد وضعت تصورات و دراسات لمحطة توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الهيدروجين ( خلايا الهيدروجين التي وضح مبدأ عملها سابقاً ) . عملياً أكبر محطة عالمية لتوليد الكهرباء بالهيدروجين تم بناؤها حتى الآن ، هذه المحطة موجودة في إحدى الجزر في ايسلانده و تقوم بتأمين احتياجات هذه الجزيرة الصغيرة من الطاقة الكهربائية ، حيث بلغت استطاعة هذه المحطة ( 8 MW) هذه الاستطاعة التي تعتبر صغيرة نوعاً ما مقارنة بمحطات الطاقة المتجددة ( شمسية ، ريحية ، مائية …) ، و ضئيلة مقارنة بمحطات التوليد التقليدية ( البخارية و الغازية ) و لكن هذه المحطة شكلت قفزة هائلة في سبيل الوصول إلى ما سمي بالطاقة الدائمة و الوقود الأبدي ، و إن طاقة الهيدروجين على الرغم من هذه الانطلاقة الصغيرة تخطو للوصول إلى ما يسمى بعصر الهيدروجين . و يجدر التذكير هنا بأن توليد الكهرباء بالهيدروجين لا يحتاج ( لتلبية الاحتياجات المنزلية و الصناعية الصغيرة من ورش و غيرها )إلى محطات كبيرة ، بل إن اسطوانة من الهيدروجين بوصلها مع عدد من خلايا توليد الكهرباء بالوقود الهيدروجيني قد يفي بالغرض . و قد قامت بعض الشركات الصانعة بإنزال منتجات من هذا النوع إلى الأسواق و منها شركة Ballard .

يظهر الشكل صورة مولدة منزلية للكهرباء تعمل بالهيدروجين .

و وضعت مخططات و تصاميم لمحطات توليد الكهرباء بالهيدروجين و شرعت بعض الدول في تنفيذ بعض هذه المشاريع و في مقدمتها اليابان التي كانت دائماً من الدول الطامحة إلى ضرورة إيجاد وقود يلبي الاحتياجات الصناعية دون أن تحده مشاكل الاحتياطات الاستراتيجية منه أو البيئة أو انخفاض القدرة الناتجة عنه . حتى وقتنا الحالي لا زالت عملية الحصول على الكهرباء بوساطة خلايا الهيدروجين تتم في منظومة مجمعة تضم جميع الوحدات ، و تقوم الشركات الصانعة بدراسة إمكانية إنشاء محطة ذات وحدات منفصلة عن بعضها البعض ، و لكن الأمر مرتبط بالوصول إلى استطاعات كبيرة ، و بشكل عام سواء كان توليد الكهرباء يتم في هذه المنظومة أو في محطة كبيرة فإن الأجزاء تقريباً هي نفسها مع اختلاف في القياسات وبعض الإضافات الأخرى ، و بالتأكيد مع اختلاف في الأرقام من استطاعة و مردود و تكلفة . يبين الشكل أجزاء وحدة توليد الكهرباء بالهيدروجين و هي :

  1. مجمعة خلايا الوقود الهيدروجيني : و هي الوحدة التي يتم فيها ترتيب و تنضيد خلايا الوقود الهيدروجيني و توصيلها و تعد محرك النظام .
  2. محضر الوقود : و قد تحدثنا سابقاً عن طرق إنتاج الهيدروجين ، و في هذه الوحدة يتم اعتماد طريقة جهاز تشكيل الوقود الهيدروكربوني ( REFORMER ) ، و تتم فيه العمليات:
  • تنظيف و تنقية الوقود الهيدروكربوني ( و هو غاز المتان ) ، و تتم تحت درجة حرارة 300 C .
  • إعادة تشكيل الغاز للحصول على الهيدروجين وفق التفاعل التالي :
    CH4 + H2O → CO + 3H2 ( 650 C ، > 10% CO )
  • معالجة الغاز بالماء لتحويل CO إلى CO2 :
    CO + H2O = CO2 + H2 ( ~ 0.3% CO )
    و معالج بدرجة حرارة (200-400) C و آخر بدرجة حرارة ( 100-200) C .
  • وحدة تخفيض نسبة CO لتصل حتى 100 PPM تحت درجة 150 C .
    3- الأجزاء الخارجية :
    • و هي خزانات غاز المتان و خزانات الهيدروجين
    • مروحة و ضاغط و مضخة
    • نظام التبريد
    • صمامات تحكم و منظمات ضغط
    4- نظام التحكم .

الرابط للخبر

http://ar.wikibooks.org/wiki/%D8%AE%D9%84%D8%A7%D9%8A%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%88%D9%82%D9%88%D8%AF#.D8.AE.D8.B2.D8.A7.D9.86.D8.A7.D8.AA_.D8.A7.D9.84.D9.87.D9.8A.D8.AF.D8.B1.D9.88.D8.AC.D9.8A.D9.86:.28_Hydrogen_Tanks_.29

http://ar.wikibooks.org/wiki/%D8%AE%D9%84%D8%A7%D9%8A%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%88%D9%82%D9%88%D8%AF#.D8.AE.D8.B2.D8.A7.D9.86.D8.A7.D8.AA_.D8.A7.D9.84.D9.87.D9.8A.D8.AF.D8.B1.D9.88.D8.AC.D9.8A.D9.86:.28_Hydrogen_Tanks_.29

الصور بالمرفقات