Məmmədov Rasim Rafiq oğlu- İdrak Texnoloji Transfer MMC, Elmi Araşdırmalar Departamenti, Enerji sistemlərinin layihələndiriliməsi üzrə mühəndis Web: https://idrak.az, email: [email protected], mobil: +994552916441
Mustafayev Fair Sairovich oğlu- İdrak Texnoloji Transfer MMC, Kimya prosesləri laarotoriyasıı müdiri Web: https://idrak.az, email: [email protected] , mobil:+994706737220
Məqaləni yazmaqda məqsəd yaşıl enerji texnalogiyalarını tətbiq etməklə Güəş və külək eerjisidə istifadə etməklə Hidrogen istehsalının mümkünlüyünü göstərməkdir. Belə ki, bu gün mövcud olan texnalogiyalar imkan verir ki, günəş və külək enerjisindən yararlanmaqla hidrogen istehsalının ikişaf etdirmək olar. Hesab edirik ki, bu Enerji İnnovasiyaları: İqlim Dəyişkənliyinə dair yeni yanaşma , alternativ enerji qurğularının yeni işləmə mexanizmlərinin işlənib hazırlanması, İqlim dəyişkənliyinin iqtisadiyyata təsirinin araşdırılması, enerji inno yaxşılaşd ırılmasında innavativ ideyadır.
Açar sözlər: günəş enerjisi, külək enerjisi, hidrogen istehsalı, texiki qurğu
Целью статьи яв ляется демонстрация возможности производства водорода с использованием солнечной и ветровой энергии с применением технологий
«зелёной» энергетики. Таким образом, существующие на сегодняшний день
технологии позволяют удвоить производство водорода с использованием солнечной и ветровой энергии. Мы считаем эту идею инновационной в области энергетических инноваций: новый подход к изменению климата, разработка новых механизмов работы альтернативны х энергетических устройств, изучение влияния изменения климата на экономику и совершенствование энергетических инноваций.
Ключевые слова: солнечная энергия, ветроэнергетика, производство водорода, техническое устройство
The purpose of writing the article is to show the possibility of producing hydrogen using solar and wind energy by applying green energy technologies. Thus, the technologies available today allow us to double the production of hydrogen by using solar and wind energy. We believe that this is an innovative idea in Energy Innovations: A New Approach to Climate Change, Development of New Operating Mechanisms of Alternative Energy Devices, Studying the Impact of Climate Change on the Economy, and Improving Energy Innovation.
Keywords: solar energy, wind energy, hydrogen production, technical device
Giriş
Son illərdə hidrogen enerjisinə maraq artıb. Bu, hidrogenin tükənməz və ekoloji cəhətdən təmiz enerji mənbəyi olması ilə bağlıdır. Hidrogen əldə etməyin ən geniş yayılmış üsulu distillə edilmiş suyun elektrolizidir. Beynəlxalq Enerji Agentliyinin məlumatına görə, 2040-cı ilə qədər qlobal elektrik enerjisi istehsalının 20-35 faizi bərpa olunan enerji mənbələrindən: günəş və küləkdən əldə ediləcək. Əksər alim və ekspertlər hesab edirlər ki, 2040-cı ildən başlayaraq hidrogen neft, qaz və kömür kimi bərpa olunmayan enerji mənbələrini əvəz edə bilər. Hidrogen enerjisi günəş, külək, bioqaz və digər mənbələrə üstünlük verilməklə həm bərpa olunmayan, həm də bərpa olunan enerji mənbələrindən istifadə etməklə bütün dünyada sürətlə inkişaf edir.
Günəşə əsaslanan hidrogen istehsalı layihələri, suyu hidrogen və oksigenə bölmək üçün elektroliz və ya fotokataliz kimi prosesləri gücləndirmək üçün günəş enerjisindən istifadə edir, müxtəlif məqsədlər üçün təmiz, saxlanıla bilən hidrogen yaradır. Soto Solar kimi iri miqyaslı sənaye obyektlərindən tutmuş Solude kimi şirkətlərin innovativ mərkəzləşdirilməmiş panellərinə qədər, enerji sistemlərini karbondan təmizləmək və hidrogen iqtisadiyyatı yaratmaq məqsədi ilə qlobal miqyasda böyük layihələr həyata keçirilir. Tədqiqatlar səmərəliliyin artırılmasına, xərclərin azaldılmasına və günəş işığından və havanın rütubətindən birbaşa hidrogen istehsal edən Solhyd paneli kimi yeni sistemlərin inkişafına yönəlib.
Əsas Texnologiyalar və Yanaşmalar
Günəş enerjisi ilə işləyən elektroliz: Fotovoltaik (PV) günəş panelləri suyu hidrogen və oksigenə ayıran elektrolizatoru gücləndirmək üçün elektrik enerjisi istehsal edir.
Fotoelektrokatalitik (PEC) parçalanma: Günəş enerjisinin su molekullarını parçalamaq üçün birbaşa istifadə edildiyi daha inteqrasiya olunmuş yanaşma, çox vaxt modullarda və ya panellərdə ixtisaslaşmış yarımkeçirici elektrodlarda.
Fotokatalitik (PC) suyun parçalanması: Suyu hidrogen və oksigenə bölmək üçün günəş işığından birbaşa istifadə edən, heç bir xarici elektrik mənbəyi tələb olunmayan fotokatalizatorlardan istifadə edir.
Görkəmli Layihələr və Təşəbbüslər
Solude (Leuven Katolik Universiteti): PV texnologiyasını PEC parçalanması ilə birləşdirən, hidrogen istehsal etmək üçün havadan su buxarını çıxaran günəş panelləri hazırlayır.
First Solar & Nel Hydrogen: Günəş enerjisi ilə yaradılan hidrogen və elektrik enerjisi istehsal edən elektrik stansiyasının inkişafı üçün tərəfdaşlıq.
Soto Solar España: Yaşıl hidrogen istehsalı üçün 100 MVt elektrolizatoru olan planlaşdırılmış 1 GW günəş parkı.
Baofeng Energy: Çinin CO2 emissiyalarını azaltmağı hədəfləyən elektroliz üçün 100
MVt günəş generatorları planı.
Manilla Community Solar: Avstraliyada günəş massivini hidrogen saxlama sistemi ilə birləşdirən layihə.
Faydalar və Tətbiqlər
Enerji Saxlama: Həddindən artıq enerjini hidrogen kimi saxlayaraq günəş enerjisinin fasilələrlə aradan qaldırılmasını təmin edir, lazım olduqda yenidən elektrik enerjisinə çevrilə bilər.
Mərkəzləşdirilməmiş Enerji: Xüsusilə şəhər yerlərində, nəqliyyat vasitələrini gücləndirmək və ya elektrik enerjisi istehsal etmək kimi tətbiqlər üçün lokallaşdırılmış hidrogen istehsalını təmin edir.
Yanacaq Mənbəsi: Nəqliyyatda, evlərdə və sənayelərdə yanacaq hüceyrələri üçün təmiz yanacaq təmin edir.
Ətraf Mühit Faydaları: İstixana qazı emissiyalarını azaldan qalıq yanacaqlara davamlı alternativ təklif edir.
Çağırışlar və Gələcək Fokus
Xərc və Effektivlik: Günəş hidrogen istehsalı üçün cari xərclər adi üsullardan yüksəkdir və səmərəliliyin artırılması (məsələn, hazırkı Solude panellərinin 15% səmərəliliyi) əsas diqqət mərkəzindədir.
Saxlama: İstehsal olunan hidrogenin səmərəli və təhlükəsiz şəkildə saxlanması mühüm problem olaraq qalır.
Ölçeklenebilirlik: Mövcud günəş enerjisi infrastrukturuna uyğun miqyaslana bilən, modul sistemlərin inkişafı üçün səylər davam edir.
Günəş əsaslı hidrogen istehsalı təmiz, bərpa olunan və dekarbonizasiya üçün əhəmiyyətli potensiala malik modul enerji mənbəyi olmağın əsas üstünlüklərini təklif edir.
Üstünlüklər
Təmiz və Bərpa Olunan Mənbə: Günəş enerjisi davamlı və bol enerji mənbəyidir və günəş enerjisindən istifadə etməklə istehsal olunan hidrogen “yaşıl hidrogen” hesab olunur, çünki onun istehsalında heç bir qalıq yanacağı yoxdur və karbon emissiyası yaratmır.
Dekarbonizasiya Potensialı: Günəş əsaslı hidrogen qalıq yanacaqlardan asılılığı azalda bilər və nəqliyyat və sənaye kimi sektorlarda karbon dioksid emissiyalarını azaltmağa kömək edə bilər.
Modulluq və Ölçeklenebilirlik: Günəş hidrogen istehsalı sistemləri müxtəlif yerlərdə yerləşdirilə bilər və onların güc çıxışı dəyişən tələblərə cavab vermək üçün tənzimlənə bilər və bu, onları müxtəlif ehtiyaclara uyğunlaşdıra bilər.
Enerji Daşıyıcısı: Hidrogen yüksək enerji sıxlığına malikdir, bu onu nəqliyyat vasitələri və digər tətbiqlər üçün güclü yanacaq edir və fasilələrlə günəş enerjisindən enerji saxlamaq və nəql etmək üçün enerji daşıyıcısı kimi istifadə edilə bilər.
Şəbəkədənkənar Əməliyyat: Günəş hidrogen panelləri kimi texnologiyalar etibarlı enerji
infrastrukturuna məhdud çıxışı olan ucqar ərazilərdə təmiz enerji həlli təklif edərək müstəqil fəaliyyət göstərə bilər.
Texniki əsaslandırma
İqlim baxımından Azərbaycanda 250-260 günəşli gün var. Beləliklə, hidrogen istehsal etmək üçün günəş enerjisindən istifadə edə bilərik. Biz günəş enerjisindən istifadə edərək su elektrolizi vasitəsilə yaşıl hidrogenin alınması üsulunu təklif edirik. Suyun elektrolizi üçün tələb olunan elektrik enerjisi 5 kVt gücündə fotovoltaik stansiyadan istifadə edərək günəş şüalarının enerjisindən əldə edilir. Stansiya 1 x 2 m ölçüdə 350 Vt gücündə 16 fərdi fotovoltaik paneldən yığılmışdır. Optimal günəş quraşdırma bucaqları müxtəlif üsullardan istifadə etməklə eksperimental olaraq müəyyən edilir.
Külək potesiallı ərazilər daha çox üstülük verir. Elə ki ərazinin həm günəş həm də külək enerjisindən yararlamaqla hidrogen istehsalı həyata keçirmək mümkündür.
Təqdim olua qurğunun ümumi təsviri
Məlumatların təhlili əsasında 5 kVt-lıq fotovoltaik stansiyanın Abşeron rayonu üçün optimal günəş quraşdırma bucağı üçün tövsiyələr hazırlanmışdır. Yaranan elektrik enerjisi sudan hidrogen və oksigeni çıxarmaq üçün elektrolizatora göndərilir. Biz 0,1 kVt- dan 5 kVt-a qədər müxtəlif dizaynlı və güc göstəricilərinə malik elektrolizatorlar layihələndirmiş və qurmuşuq.
Elektroliz prosesinin təsviri
Elektroliz zamanı suyun parçalanması elektrolitin daxili enerjisindən istifadə etməklə həyata keçirilir. Hidrogen istehsalı üçün su elektrolizinin performansı cərəyan gücündən,
elektrodların xüsusiyyətlərindən və səthinin vəziyyətindən və elektrolitdən asılıdır. Su elektrolizi ilə hidrogen istehsalı zamanı elektrod səthində müxtəlif çirklərin yığılmasının qarşısını almaq üçün distillə edilmiş su istifadə olunur.Hydrogen qurğunun texniki xüsusiyyətləri
Qurgunun texniki göstəriciləri
Qurğunun adı
Hydrogen generatoru
Hidrogen məhsuldarlığı
17 л/мин
Oksigen məhsuldarlığı
6 л/мин
Hidrogen təmizliyi
99,9%
Oksigen təmizliyi
99%
Doldurulacaq elektrolitin həcmi
10 л
Enerji istehlakı (vatt)
3.500
Generator ölçüləri (mm)
700 х 1000 х 550 мм
İdarəetmə blokunun ölçüləri (mm)
260 х 700 х 600 мм
Çəkin (kg)
120 кг
Yan görnüşü
Silikon Aragat
Orqanik şüşə
Elektrod
Elektrolit (KOH)
Proton mübadiləsi membranı
ştuser
Poliamid
Sabit -
+ Sabit
600 мм
600
600 мммм
Ön görnüşü
Təmiz hydrogenin çıxışı Təmiz oksigenin çıxışı
Кolba
Н2 О2
Silikon borular
İdarəetmə bloku
мм
мм
70
70
0
0
İdarəetmə blokunun ön görnüşü İdarəetmə blokunun yan görnüşü
Məqalə Azərbaycan Respublikasının Qeyri-Hökumət Təşkilatlarına Dövlət Dəstəyi Agentliyinin maliyyə dəstəyi ilə Ekoloji Maarifçilik və Monnitorinq İçtimai Birliyi İctimai Birliyi tərəfindən icra olunan “Enerji İnnovasiyaları: İqlim Dəyişkənliyinə Dair Yeni Yanaşma” layihəsi çərçivəsində hazırlanıb. Məqalənin məzmununda əks olunan fikir və mülahizələr müəllifə aiddir və Azərbaycan Respublikasının Qeyri-Hökumət Təşkilatlarına Dövlət Dəstəyi Agentliyinin rəsmi mövqeyini əks etdirmir.