ΜΟΝΑΔΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ, ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΕΜΦΙΑΛΩΣΗΣ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού προγράμματος RES2H2 (2001-2007), το ΚΑΠΕ σε συνεργασία με άλλους Ευρωπαϊκούς φορείς, σχεδίασε και υλοποίησε την πιλοτική εγκατάσταση για παραγωγή, αποθήκευση και εμφιάλωση υδρογόνου από αιολική ενέργεια.
Τα κύρια μέρη της εγκατάστασης είναι η μονάδα της ηλεκτρόλυσης, μία συμβατική δεξαμενή υδρογόνου (buffer), ο συμπιεστής υδρογόνου του ενός σταδίου, ο σταθμός πλήρωσης - εμφιάλωσης του παραγόμενου υδρογόνου και η δεξαμενή αποθήκευσης των μεταλλοϋδριδίων. Το βοηθητικό εξοπλισμό αποτελούν το κλειστό σύστημα ψύξης, το κλειστό σύστημα παραγωγής ζεστού νερού, ο αεροσυμπιεστής και το κεντρικό σύστημα ελέγχου και καταγραφής δεδομένων. Η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας ολόκληρης της πιλοτικής μονάδας γίνεται από μια ανεμογεννήτρια του αιολικού πάρκου, την Enercon E-40, ισχύος 500 kW.
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των παραπάνω τμημάτων είναι αναλυτικά τα εξής:
Ηλεκτρόλυση: Έχει κατασκευαστεί στην Ελβετία και πρόκειται για μία αλκαλική ηλεκτρόλυση ονομαστικής ισχύος 25 kW και παραγωγής 0.45 kg/h (5 Nm3/h). Η θερμοκρασία λειτουργίας είναι στους 80°C, η πίεση λειτουργίας στα 19 bar, και ως ηλεκτρολύτης χρησιμοποιείται υδατικό διάλυμα ΚΟΗ 30% κ.β. Η αρχική καθαρότητα του υδρογόνου είναι 99.8 % κ.ο.. αλλά μπορεί να αυξηθεί, περνώντας από καταλυτικό αντιδραστήρα, όπου τα επίπεδα του οξυγόνου στο υδρογόνο φτάνουν τα 10 ppm. Επίσης το παραγόμενο υδρογόνο διανέμεται και σε ξηραντήρα για να κατέβει το ατμοσφαιρικό σημείο δρόσου του στους -40°C με τελική καθαρότητα 99.98 % κ.ο.
Συμβατική δεξαμενή υδρογόνου (buffer): Αποτελείται από 9 κυλίνδρους των 40 λίτρων (συστοιχία συνολικού όγκου 360 λίτρων), που αποθηκεύουν υδρογόνο ανάμεσα στα 10 και τα 18 barg. Έτσι διατηρείται σε λειτουργία ο συμπιεστής, ακόμα και αν η παραγωγή υδρογόνου διατηρείται σε χαμηλά επίπεδα για πολλή ώρα.
Συμπιεστής υδρογόνου: Ο συμπιεστής υδρογόνου τριπλού μεταλλικού διαφράγματος έχει μόνο ένα στάδιο συμπίεσης, χάρη στη μέση πίεση παροχής της ηλεκτρόλυσης. Κατασκευάστηκε στις ΗΠΑ και η ηλεκτρολογική του εγκατάσταση είναι αντιεκρηκτικού τύπου. Έχει ονομαστική ικανότητα 0.45 kg/h H2 (5 Nm3/h) για πίεση εισόδου 14 barg στους 40°C και για πίεση εξόδου 220 barg στους 65°C. Μπορεί να ανεχτεί ένα εύρος πίεσης στην είσοδο από 10 έως 18 barg, με αντίστοιχα μειωμένη ή αυξημένη ροή, οπότε η λειτουργία τείνει να «σταθεροποιηθεί» στη μέση τιμή των 14 barg. Ο ηλεκτρικός κινητήρας έχει ισχύ 5.6 kW (7.5 hp).
Σταθμός πλήρωσης - εμφιάλωσης υδρογόνου: Ο σταθμός αποτελείται από ένα σωλήνα με τρεις αναμονές σύνδεσης για μεμονωμένες φιάλες ή διατάξεις φιαλών. Στην παρούσα φάση, έχουν συνδεθεί δύο μεμονωμένες φιάλες και μια συστοιχία 12 φιαλών. Κάθε φιάλη έχει όγκο 50 λίτρων και χωρητικότητα 0.8 kg H2 (9 Nm3), οπότε η μέγιστη αποθηκευόμενη ποσότητα υδρογόνου υπό υψηλή πίεση (220 barg) είναι 11 κιλά (126 Nm3). Το παραγόμενο υδρογόνο μπορεί να έχει καθαρότητα από 99.8 % κ.ο. (χωρίς καθαρισμό) έως 99.98 % κ.ο. (με καθαρισμό και ξήρανση).
Δεξαμενή μεταλλοϋδριδίων: Οι δεξαμενές μεταλλοϋδριδίων σχεδιάστηκαν στην Κύπρο, και κατασκευάστηκαν στη Βουλγαρία. Το σύστημα αποθήκευσης αποτελείται από 6 κυλινδρικές δεξαμενές από ανοξείδωτο χάλυβα, που περιέχουν ένα κράμα μετάλλου τύπου AB5, με προσμείξεις La1-xCexNi5. Κατά τη διάρκεια της εξωθερμικής απορρόφησης υδρογόνου, οι δεξαμενές ψύχονται με κρύο νερό. Για την εκρόφηση του υδρογόνου χρειάζεται ζεστό νερό, που προέρχεται από έναν απλό θερμοσίφωνα ισχύος 4 kW. Το υδρογόνο διανέμεται με την ονομαστική ροή των 0.45 kg/h υδρογόνου για πίεση εκρόφησης στα 14 bar και θερμοκρασία 50-60°C.
Πληροφορίες: Δρ. Έλλη Βαρκαράκη, Χημικός Μηχανικός,
Τμήμα Τεχνολογιών Υδρογόνου e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
