На антарктической базе планируется реализовать гибридный солнечно-водородный проект

Аккумулятор TROJAN J305G-AC

На научной базе на острове Кинг-Джордж разрабатывается пилотный проект гибридной энергетической установки, сочетающей солнечную энергию, аккумуляторы и водородные топливные элементы, для снижения потребления дизельного топлива при проведении изолированных исследовательских работ.

На чилийской научной базе на антарктическом острове разрабатывается пилотный проект по созданию солнечной фотоэлектрической системы мощностью 27 кВт с аккумуляторами и водородными топливными элементами.

Проект разрабатывается на научной базе имени профессора Хулио Эскудеро, принадлежащей Чилийскому антарктическому институту (INACH), на острове Кинг-Джордж, расположенном примерно в 120 км от побережья Антарктиды.

Инициатива реализуется немецким агентством Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) в рамках проекта Team Europe Renewable Hydrogen Development (RH2) при софинансировании со стороны Европейского союза и Федерального министерства экономики и энергетики Германии (BMWE).

Цель предлагаемого проекта — протестировать гибридные энергетические решения в одной из самых сложных для эксплуатации сред в мире, снизив при этом зависимость инфраструктуры Антарктики от ископаемого топлива.

Согласно предварительному технико-экономическому обоснованию проекта, рассматривается один из вариантов — солнечная фотоэлектрическая установка мощностью 27 кВт с использованием монокристаллических солнечных панелей мощностью 500 Вт. Такая установка будет вырабатывать около 66 кВт⋅ч в день, 1980 кВт⋅ч в месяц и 11 880 кВт⋅ч за шестимесячный сезон. Учитывая мощность каждого модуля, для установки потребуется около 54 солнечных панелей. В отчете также сравниваются этот вариант с ветряной электростанцией мощностью 12 кВт и оптоэлектрической солнечной панелью мощностью 11 кВт.

Что касается водорода, то в концептуальном проекте предусмотрено его производство на месте с помощью небольшого электролизера производительностью около 0,5 Нм³/ч, что эквивалентно 1 кг водорода в день, при номинальном потреблении электроэнергии 2,4–5 кВт. В исследовании рассматриваются щелочные электролизеры, электролизеры с протонообменной мембраной и электролизеры с анионообменной мембраной, поскольку все они соответствуют требованиям пилотного проекта.

Водород будет храниться в газообразном состоянии в стационарных резервуарах или баллонах минимальной вместимостью 5 кг и максимальным давлением 30–40 бар. Хранимый водород будет поступать в топливные элементы с протонообменной мембраной, которые обеспечат базовую лабораторию резервной мощностью 30 кВт на срок до двух часов в месяц. Предполагаемый расход водорода для этих целей составляет 4,14 кг в месяц, 25 кг за сезон работы и 50 кг в год.

Для выработки электроэнергии с помощью топливных элементов потребуется инвертор мощностью 30 кВт и автоматический распределительный щит для изоляции и прямого питания лаборатории в случае отключения электроэнергии. Система также оснащена датчиками утечки водорода, системами сигнализации, механизмами аварийного отключения, системами терморегулирования, системами воздухообмена, оборудованием для очистки воды и трубопроводами из нержавеющей стали для отвода водорода, воды и кислорода.

Проект появился в результате исследований, проведенных в 2022 и 2023 годах, в ходе которых оценивалась техническая и экономическая целесообразность использования водорода в качестве источника электроэнергии и тепла в экстремальных условиях. Анализ показал, что возможно разработать модульную систему, способную производить, хранить и использовать возобновляемый водород на месте.