Kogeneracijski sustavi s gorivnim člancima na prirodni plin

Domina CIKATIĆ ŠANIĆ, dipl. ing.
Sveučilište u Splitu, Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje, Split

Trenutačno najzanimljivija tehnologija namijenjena istovremenoj proizvodnji električne i toplinske energije za stacionarne potrebe je kogeneracijska tehnologija s gorivnim člancima. U gorivnim člancima se direktno i kontinuirano kemijska energija goriva pretvara u električnu energiju, pri čemu također dolazi do generiranja topline koja se u kogeneraciji koristi za zagrijavanje prostora ili pripremu potrošne tople vode.
Moguća primjena gorivnih članaka je u individualnim stambenim jedinicama (1 - 5 kW električne snage), u nekoliko jedinica i manjih zgrada (5 - 20 kW) te za veće potrošače, npr. hotele, bolnice, poslovne zgrade, trgovačke centre i slično (200 - 300 kW). Za manje jedinice (do 10 kW) dvije tehnologije gorivnih članaka se pojavljuju na tržištu i to: membranski gorivni članci (PEMFC) i gorivni članci s krutim oksidom (SOFC), dok kod većih snaga (200 - 300 kW) konkuriraju još i gorivni članci s fosfornom kiselinom (PAFC) i s rastopljenim karbonatom (MCFC).
Kao gorivo se uglavnom koristi prirodni plin koji je potrebno reformirati, za niskotemperaturne gorivne članke u posebnom uređaju, tzv. reformeru, dok se kod visokotemperaturnih gorivnih članaka (MCFC i SOFC) koristi interna reformacija. Druga goriva koja se također mogu koristiti uključuju bioplin, ukapljeni naftni plin, metanol i, naravno, vodik. Električna učinkovitost manjih uređaja je oko 30%, dok veći uređaji mogu imati električnu učinkovitost i do 40%, a ukupna učinkovitost je 90%.
Kogeneracija na osnovi gorivnih članaka tijekom posljednjih 10 godina prelazi iz razvojne faze na tržište, osobito u Japanu. Prošle godine (2012) prodaja mikrokogeneracijskih uređaja s gorivnim člancima je premašila prodaju konvencionalnih mikrokogeneracijskih uređaja. U Europi su trenutačno u tijeku dva velika programa 'Callux', u sklopu čega je do 2012. godine u Njemačkoj ugrađeno 350 jedinica, i 'ene.field', u sklopu čega od listopada 2012. sudjeluje devet renomiranih europskih proizvođača koji namjeravaju ugraditi 1000 jedinica u slijedećih pet godina u 12 europskih zemalja.
Stoga valja dati pregled tih uređaja, njihovih tehničkih karakteristika i primjena. S obzirom na to da je riječ o vrlo atraktivnoj nadolazećoj tehnologiji, potrebno je i dalje ulagati u istraživanje i razvoj, kako bi se povećala učinkovitost reformera i trajnost gorivnih članaka te primjenom novih tehnoloških rješenja i materijala snizila cijena opreme i postrojenja.

Ostali autori:

prof. dr. sc. Frano BARBIR, dipl. ing.
Sveučilište u Splitu, Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje, Split

Back to programme

Organizers

Em_blue Banner_heso

Media Coverage

Ege_novi
Portal2015