हाइब्रिड हाइड्रोजन पीवी ई-मोबिलिटी औद्योगिक ऊर्जा समुदाय अवधारणा

फ़रवरी 18th, 2022

यह लेख भविष्य में स्थापित होने वाले हाइब्रिड हाइड्रोजन पीवी ई-मोबिलिटी औद्योगिक ऊर्जा समुदायों के लिए एक मॉडल के रूप में काम करने के लिए समग्र कार्यान्वयन योजना का परिचय देता है।

By इस्तवान वोकोनी

विद्युत ऊर्जा विभाग, बुडापेस्ट प्रौद्योगिकी और अर्थशास्त्र विश्वविद्यालय, हंगरी

सार

जैसे-जैसे अक्षय ऊर्जा स्रोत फैल रहे हैं, ऊर्जा के उपयोग, परिवहन और भंडारण की समस्याएं अधिक बार उत्पन्न होती हैं। अक्षय स्रोतों से ऊर्जा उत्पादन करने वाली इकाइयों, जिनकी दक्षता अपेक्षाकृत कम है, के प्रदर्शन को और कम न करने के लिए, और टिकाऊ ऊर्जा खपत समाधानों को बढ़ावा देने के लिए, इस परियोजना में एक जीवित प्रयोगशाला अवधारणा का विस्तार किया गया था। प्रायोगिक स्थल पर, उत्पादित ऊर्जा (पीवी पैनल, गैस टर्बाइन/इंजन द्वारा) को हाइड्रोजन उत्पादन सहित कई तरीकों से संग्रहित किया जाता है। हाइड्रोजन के निम्नलिखित उपयोगों की खोज की गई है: (i) इसे राष्ट्रीय प्राकृतिक गैस नेटवर्क में फीड करना; (ii) इसे एच-सीएनजी (संपीड़ित प्राकृतिक गैस) फिलिंग स्टेशन पर बेचना; (iii) इसका उपयोग ईंधन कोशिकाओं में विद्युत उत्पादन के लिए करना। यह लेख समग्र कार्यान्वयन योजना का परिचय देता है, जो भविष्य में स्थापित होने वाले हाइब्रिड ऊर्जा समुदायों के लिए एक मॉडल के रूप में काम कर सकता है।

1. परिचय

हंगरी में वितरण प्रणाली ऑपरेटरों (डीएसओ) द्वारा वितरित गैस की मात्रा लगातार घट रही है। इस प्रवृत्ति को रोकना डीएसओ के लिए एक उच्च प्राथमिकता वाला कार्य है [1]. वितरण नेटवर्क के लिए एक और चुनौतीपूर्ण कार्य कुछ प्रकार के वितरण बिंदुओं (पीओडी) के प्रभावों की क्षतिपूर्ति करना है, जिसमें उत्पादक, उपभोक्ता और भंडारण पीओडी, और ऊर्जा संतुलन का रखरखाव शामिल है।

आज, एक स्थायी, समान रूप से संतुलित ऊर्जा आपूर्ति का महत्व बढ़ रहा है। स्वायत्त संचालन, नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के उपयोग और गुणवत्ता और लागत प्रभावी सेवा के बीच संतुलन खोजने के लिए उन योग्यताओं की आवश्यकता होती है जो डीएसओ के लिए काफी प्रतिस्पर्धात्मक लाभ देती हैं [2]. इस प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त का फायदा उठाने के लिए, ऐसे मॉडल बनाना और विकसित करना एक उच्च प्राथमिकता वाला कार्य होना चाहिए जो व्यवहार में लाभकारी रूप से संचालित हो सकें।

इस कार्य की जटिलता इस तथ्य से इंगित होती है कि एक ही समय में कई अपेक्षाओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इष्टतम समाधान में, इन अपेक्षाओं को अधिकतम संभव स्तर तक पूरा किया जाता है। वर्तमान शोध परियोजना में, जिसे स्थानीय हंगेरियन डीएसओ द्वारा वित्त पोषित और कार्यान्वित किया गया था, भविष्य में जीवित प्रयोगशाला के लिए अवधारणाओं और व्यवहार्यता अध्ययन को संकलित करते समय निम्नलिखित दृष्टिकोणों को ध्यान में रखा गया था, यानी, इस पेपर में चर्चा की गई पायलट साइट:

• अभियोक्ताओं की उपभोग की आदतों को शामिल करना [3] (आंशिक रूप से या पूरी तरह से स्वचालित उपभोक्ता/निर्माता/भंडारण ग्राहक) रणनीतिक नेटवर्क योजना प्रक्रिया में;
• गैस और बिजली की संभावनाओं और ग्राहकों की जरूरतों से संबंधित कंपनी के भीतर तालमेल की संभावनाओं का इष्टतम उपयोग;
• नेटवर्क ऊर्जा का संतुलन बनाए रखने के लिए नवीन प्रौद्योगिकी का एकीकरण;
• कम से कम संभव ग्राहक गड़बड़ी के साथ इष्टतम नेटवर्क संचालन सेवा।

हमारी शोध परियोजना का उद्देश्य एक मॉडल प्रणाली के लिए व्यवहार्यता अध्ययन तैयार करना था, जो निम्नलिखित की अनुमति देता है:

• उपभोक्ताओं के उद्भव को ध्यान में रखते हुए, उत्पादक/स्टोरर/उपभोक्ता के वितरण नेटवर्क व्यवहार का विश्लेषण।
• संभावित ऊर्जावान विकास और ऊर्जा भंडारण विकल्पों की खोज करें, तालमेल संभावनाओं का विश्लेषण।
• बिजली और गैस नेटवर्क की स्थिरता का प्रावधान [4], आपूर्ति सुरक्षा और आर्थिक इष्टतम के प्रतिच्छेदन में POD- स्तर नियंत्रण विधियों (EFIR-ऊर्जा पर्यवेक्षण और नियंत्रण प्रणाली) का निर्माण।

उपरोक्त सभी चरणों का उद्देश्य एक जटिल विकसित करना है [5], किफ़ायती, बहु-कार्यात्मक ऊर्जावान समाधान, जिसे नवीन समाधानों का उपयोग करके स्थानीय आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है।

हमारे शोध के दौरान, एक हाइब्रिड ऊर्जावान प्रणाली (हाइड्रोजन, फोटोवोल्टिक, इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) चार्जर, एच के लिए ऊर्जावान डिजाइन, वापसी गणना और नियंत्रण अवधारणा₂ फिलिंग स्टेशन) एक स्थायी ऊर्जा समुदाय बनाने के लिए एक वास्तविक जीवन पायलट साइट के लिए पूरा किया गया था। वर्तमान लेख पायलट साइट और हाइब्रिड ऊर्जावान प्रणाली के तत्वों का वर्णन करता है। विभिन्न प्रौद्योगिकियों के संयुक्त संचालन की संभावना पर चर्चा की जाती है, और आकार और डिजाइन कार्य के परिणाम प्रस्तुत किए जाते हैं। लेख अनुभवों के सारांश से समाप्त होता है, और संभावित भविष्य के शोध दिशाएं निर्धारित की जाती हैं।

2. पायलट साइट पर वर्तमान प्रणाली

चित्रा 1 पायलट साइट और सर्वेक्षण प्रणाली की सीमाओं को दर्शाता है। इस सीमा को पार करने वाली सामग्री और ऊर्जा मात्रा के लिए ऊर्जा संतुलन का विश्लेषण किया गया था।

चित्रा 1। पायलट साइट और सर्वेक्षण प्रणाली की सीमा।

स्थापित की जाने वाली नई प्रणाली से वर्तमान प्रणाली से मेल खाने की उम्मीद थी। साइट की ऊर्जा मांगों को नई प्रणाली से संतुष्ट किया जाना चाहिए। यानी गैस, गर्मी और बिजली की मांगों को पूरा किया जाना चाहिए और पानी के बंटवारे से हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए पानी उपलब्ध होना चाहिए।

2.1. प्राकृतिक गैस की खपत

पायलट साइट को शहर से आने वाले NA200 प्राकृतिक गैस पाइप द्वारा परोसा गया था। आने वाली गैस का औसत दबाव ~ 3.4 बार था, जिसे गैस टर्मिनल पर एक फिओरेंटिनी दबाव नियामक बॉक्स में एक रिडक्टर द्वारा घटाकर ~ 1 बार कर दिया गया था। इस प्रेशर पर गैस पायलट साइट के सबमीटर तक पहुंची। यहां से, स्थानीय पाइपलाइन ने साइट की गैस भट्टियों की सेवा की। मुख्य मीटर एक ट्रांसमीटर के साथ एक एक्टेरिस G-100 Fluxi 2080/TZ टरबाइन गैस मीटर था। परीक्षण स्थल के भीतर, 1 लेखा मीटर था, और 2 सबमीटर स्थापित किए गए थे।

गैस की खपत के वार्षिक मूल मूल्य का आकलन प्राथमिक महत्व का था, ताकि विभिन्न ऊर्जा दक्षता उपायों द्वारा प्राप्त संभावित बचत के अनुमान की सटीकता और ऐसे उपायों का आर्थिक मूल्यांकन उच्चतम हो सके।

हीटिंग के लिए, निम्नलिखित मूल्यों को सटीक रूप से निर्धारित करने की आवश्यकता है: (i) गर्मी की मांग (ताप बिजली की मांग को बाहरी तापमान T पर मैप किया जाता है)_km, जो आकार देने के आधार के रूप में कार्य करता है); (ii) गर्मी और ईंधन की मांग का अपेक्षित मूल मूल्य जो दीर्घकालिक मौसम संबंधी सांख्यिकीय आंकड़ों पर निर्भर करता है। गर्मी स्रोत प्रदर्शन (भट्ठी या उपभोक्ता के ताप संयंत्र के) के निर्धारण के लिए और ईंधन या गर्मी के प्रदर्शन को सुरक्षित रखने के लिए गर्मी की मांग महत्वपूर्ण रूप से महत्वपूर्ण है। अक्सर ऐसा होता है कि सुरक्षित ईंधन या गर्मी प्रदर्शन विकल्प की मात्रा को गंभीरता से कम करके आंका जाता है। इसका मतलब है, वास्तविक शिखर प्रदर्शन की मांग डिजाइन की गई गर्मी की मांग की तुलना में काफी कम है, और चरम प्रदर्शन की मांग में कमी ऊर्जा लागत में कमी की दिशा में पहला कदम हो सकती है। डिजाइनर शायद ही कभी किसी साइट के लिए अपेक्षित गर्मी और ईंधन की खपत देते हैं, जो ऊर्जा लागत के बदलते हिस्से के आकलन के लिए आवश्यक है। हालांकि, यह अपेक्षित बचत और कार्यान्वयन के बाद, प्रस्तावित ऊर्जा दक्षता उपायों की वास्तविक बचत की गणना के लिए एक आधार के रूप में काम कर सकता है।

उपलब्ध आंकड़ों के आधार पर पायलट साइट के लिए मूल मूल्य निर्धारित करना मुश्किल था। साइट हीटिंग और घरेलू गर्म पानी (डीएचडब्ल्यू) के उत्पादन दोनों के लिए गैस का उपयोग करती है। यह देखने के लिए अधिक सटीक डेटा की आवश्यकता होगी कि क्रमशः हीटिंग और डीएचडब्ल्यू उत्पादन के लिए कितनी मात्रा में गैस का उपयोग किया जाता है। वार्षिक खपत की तुलना भी पर्याप्त नहीं है, क्योंकि साल दर साल मूल्यों में काफी अंतर होता है।

अंत में, परीक्षण स्थल के मालिक और ऑपरेटर के सहयोग से मूल मूल्य निर्धारित किया गया था।

2.2. विद्युत ऊर्जा का उपयोग

वर्ष 2018–2019–2020 (तालिका 1) के लिए पायलट साइट के लिए बिजली की खपत के लिए डेटा महीनों में विभाजित किया गया था। हालांकि, ऐसा लगता है कि 2018 के लिए दिए गए डेटा दोषपूर्ण थे: वे बहुत कम थे और डेटा श्रृंखला में आंकड़े बिल्कुल वही थे जो 2018 में पानी की खपत के लिए दी गई डेटा श्रृंखला में थे। इसलिए, 2018 के लिए बिजली की खपत के आंकड़ों पर विचार किया गया। एक प्रशासनिक गलती के रूप में और मूल मूल्य की गणना में ध्यान में नहीं रखा गया था।

टेबल 1. 2019-2020 में पायलट साइट की बिजली की खपत।

नवंबर और दिसंबर 2020 के लिए डेटा उपलब्ध नहीं कराया गया था; इसलिए, उसी वर्ष के अन्य महीनों का औसत इन 2 महीनों को सौंपा गया था। परीक्षित वर्षों की औसत ऊर्जा खपत 179,000 kWh/वर्ष, 15,587 kWh/माह और 520 kWh/दिन थी। यदि यह माना जाता है कि साइट में 12 हेक्टेयर दिन के लिए काम किया गया था, तो साइट की औसत विद्युत ऊर्जा मांग 43 किलोवाट थी। जैसा कि डेटा श्रृंखला से पता चलता है, खपत गर्मियों की तुलना में सर्दियों में अधिक थी। इसका मुख्य कारण शायद यह है कि गोदाम में इलेक्ट्रिक हीटिंग सिस्टम था। यह भी ध्यान देने योग्य है कि गर्मियों में खपत वसंत की तुलना में अधिक थी, शायद चिलर के संचालन के कारण। इमारतों की आरामदायक शीतलन 49 kW कॉम्पैक्ट RHOOS चिलर द्वारा प्राप्त की गई थी। इनमें से एक को भवन के आधार पर स्थापित किया गया था, जबकि दूसरा शीर्ष पर था, दोनों कार्यालय भवनों के मामले में। फोर-पाइप चिलर सिस्टम से जुड़े कूलिंग कन्वेक्टरों ने कमरों को ठंडा कर दिया। मासिक बिजली खपत के आंकड़ों के आधार पर, यह माना जाता था कि सबसे गर्म महीने में कूलिंग के लिए खपत की गई विद्युत ऊर्जा 3000 kWh/माह थी। चिलरों की बिजली खपत का मूल मूल्य 10,000 kWh / वर्ष था। हालाँकि हमारे व्यापक अध्ययन में पानी की खपत के आंकड़ों का विस्तार से विश्लेषण किया गया था, इस लेख में यह विश्लेषण प्रस्तुत नहीं किया गया है, क्योंकि हाइड्रोजन तकनीक के संबंध में डेटा का महत्व नगण्य था। . 

3. सिस्टम में अक्षय-आधारित ऊर्जा उत्पादन और भंडारण को शामिल करना

यह माना जाता था कि अक्षय स्रोतों पर आधारित ऊर्जा उत्पादन एक फोटोवोल्टिक (पीवी) प्रणाली द्वारा प्राप्त किया जाना चाहिए। वर्तमान में प्रयुक्त सिस्टम का प्रदर्शन 49 kWp था; उत्पादित ऊर्जा पूरी तरह से पायलट साइट में खपत की गई थी। यदि पीवी प्रणाली की क्षमता बढ़ा दी जाती, तो विद्युत ग्रिड में फीडिंग भी संभव हो जाती। हालांकि, दोनों ही मामलों में, पीवी कोशिकाओं द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा के तीन संभावित उपयोग थे।

• पहले परिदृश्य में, उत्पादित विद्युत ऊर्जा को नियमित उपभोक्ताओं द्वारा सीधे पायलट साइट के भीतर उपभोग किया गया था, अर्थात, ऊर्जा को संग्रहीत नहीं किया गया था, और लोड को स्थानांतरित नहीं किया गया था।
• दूसरे परिदृश्य में, पायलट साइट में उत्पादित विद्युत ऊर्जा को आंशिक रूप से या पूरी तरह से बैटरी में संग्रहीत किया गया था और यदि आवश्यक हो तो साइट में इसका उपयोग किया गया था।
• तीसरे परिदृश्य में, पीवी कोशिकाओं द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा को हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए नामित किया गया था, जिसे एच . में संग्रहीत किया गया था₂ भंडार। यदि मांग उत्पन्न हुई तो इसे ईंधन कोशिकाओं द्वारा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है।

3.1. सौर ऊर्जा स्टेशन

वर्तमान सर्वेक्षण की शुरुआत से पहले, तकनीकी और आर्थिक विचारों के आधार पर, मालिक ने पायलट साइट में 49 kWp नाममात्र प्रदर्शन के साथ एक सौर ऊर्जा स्टेशन को तैनात करने का निर्णय लिया (उत्पादन प्रणाली का DC साइड इलेक्ट्रिक प्रदर्शन 49.58 kWp था, और इसका इलेक्ट्रिक इन्वर्टर के एसी साइड प्रदर्शन से परिकलित प्रदर्शन 4 केवीए था [6]).

इस स्थिति को देखते हुए, वर्तमान अध्ययन ने लंबी अवधि के मौसम संबंधी डेटा को ध्यान में रखते हुए, पायलट साइट पर नियोजित सौर ऊर्जा स्टेशन के SunForte PM096B00 PV पैनल द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा की अपेक्षित मात्रा की गणना की। उत्पादित विद्युत ऊर्जा की अपेक्षित मात्रा मुक्त रूप से उपलब्ध PVGIS-CMSAF डेटाबेस और सॉफ्टवेयर द्वारा निर्धारित की गई थी (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/ (4 जून 2019 को एक्सेस किया गया)), यूरोपीय संघ के समर्थन से बनाया गया।

उपलब्ध डिजाइनों के अनुसार, कार्यालय भवन 2 की छत पर तीन समूहों में पीवी पैनल स्थापित किए गए हैं। 35.7 kWp के मामूली प्रदर्शन वाले मॉड्यूल दक्षिणी छत पर लगाए गए थे, जबकि दक्षिण-पूर्वी छत पर पैनलों का नाममात्र प्रदर्शन किया गया था। 13.1 kWp था। वास्तव में, विचाराधीन छत के खंड कम्पास के इन बिंदुओं का बिल्कुल सामना नहीं करते थे, लेकिन गणना के लिए, इन आदर्श दिशाओं पर विचार किया गया था। जैसा कि डिजाइनों द्वारा दिया गया था, पैनलों का झुकाव कोण 30° था। पर्यावरणीय तापमान और अस्थायी कम विकिरण के कारण उत्पन्न होने वाली उपज हानि को 13% माना गया, घटना के कोण के कारण प्रतिबिंब से उत्पन्न होने वाली हानि को 2.9% लिया गया, जबकि अन्य हानियों (केबलों, इन्वर्टर आदि के कारण) को लिया गया। ) पीवीजीआईएस प्रणाली द्वारा 14% होने के लिए लिया गया था।

3.2. विद्युत ऊर्जा का उत्पादन और भंडारण

उपलब्ध आंकड़ों के आधार पर, विश्लेषण किए गए सौर प्रणाली ने पायलट साइट उपभोक्ताओं की विद्युत ऊर्जा मांग की तुलना में वर्ष के अधिकांश समय में अधिक विद्युत ऊर्जा का उत्पादन किया। यह अतिरिक्त उत्पादन मुख्य रूप से गर्मियों के महीनों में हुआ। इसके अतिरिक्त, यह भी संभव था कि कम बिजली की खपत (जैसे, सप्ताहांत) की विशेषता वाली अवधि में, पीवी सिस्टम मांग की गई ऊर्जा की पूरी मात्रा का उत्पादन कर सके। यह रेखांकित किया जाना चाहिए कि उपरोक्त डेटा केवल तभी लागू होता है जब आकाश साफ हो। वास्तविक उत्पादन, मौसम की स्थिति से संशोधित, अधिकांश मामलों में दैनिक मांगों तक नहीं पहुंच पाएगा।
यदि सभी दिनों में आकाश आदर्श रूप से स्पष्ट नहीं है, तो भंडारण क्षमता को भी बदलना होगा। इस मामले में, PVGIS के अनुसार, प्रदर्शन 30 kW था, जबकि भंडारण क्षमता लगभग 100 kWh होनी चाहिए। प्रदर्शन में कम परिवर्तन इस तथ्य से उपजी है कि यदि सिस्टम को रात के घंटों के लिए भी साइट की पूरी मांग को पूरा करने के लिए आकार दिया गया था, तो भंडारण क्षमता को कम करके आंका गया था। इसके विपरीत, यदि सिस्टम को स्थापित करने योग्य क्षमता के आकार का था, तो हमारे पास शुद्ध अतिरिक्त उत्पादन अधिक दुर्लभ था, इस प्रकार संग्रहीत की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा कम थी।

3.3. हाइड्रोजन और विद्युत ऊर्जा उत्पादन

इस अध्ययन ने पीवी पैनलों के साथ ऊर्जा उत्पादन की संभावना का विश्लेषण किया, जिसका उपयोग पानी के बंटवारे के लिए किया जा सकता है [7]. ऊर्जा को हाइड्रोजन के रूप में संग्रहीत किया जाता है, जिसका उपयोग ईंधन कोशिकाओं में पीक आवर्स में विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। हाइड्रोजेनिक्स द्वारा निर्मित HySTAT 10-10 ब्रांड वॉटर इलेक्ट्रोलाइज़र 10 बार नाममात्र पानी के दबाव पर काम करता है। यदि यह 4.9 kWh/Nm . का उपयोग करता है³ नाममात्र विद्युत ऊर्जा, यह 10 एनएम . का उत्पादन करती है³/एच हाइड्रोजन [8].

जल इलेक्ट्रोलाइजर की नाममात्र ऊर्जा मांग 4.9 kWh/Nm . है³ पूर्ण भार पर [9]. यदि पीवी पैनल दैनिक और मासिक बिजली की उपरोक्त औसत मात्रा का उत्पादन करते हैं, तो नाममात्र ऊर्जा मांग द्वारा उत्पादित औसत दैनिक और मासिक हाइड्रोजन राशि निम्नलिखित है (पहले 4 कॉलम देखें) टेबल 2).

टेबल 2. विद्युत ऊर्जा (PV), H . के लिए अपेक्षित औसत मान₂ और विद्युत ऊर्जा (ईंधन सेल) उत्पादन।

हाइड्रोजेनिक्स द्वारा उत्पादित व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हाइपीएम-एचडी 30 ईंधन सेल का नाममात्र प्रदर्शन 31 किलोवाट है (सेलेरिटी ईंधन सेल का नाममात्र प्रदर्शन 60 किलोवाट है)। तकनीकी विशिष्टताओं के आधार पर, छोटे ईंधन सेल, जिसमें बेहतर दक्षता (55%) होती है, को ~19 एनएम . की आवश्यकता होती है³/ एच₂ यदि हाइड्रोजन का ऊष्मीय मान 10.76 MJ/Nm . है³; जिसे ~93 kWh विद्युत ऊर्जा द्वारा उत्पादित किया जा सकता है [10]. नतीजतन, यदि उपरोक्त उपकरणों का उपयोग बिजली द्वारा हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, और फिर से हाइड्रोजन से विद्युत ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए, विद्युत ऊर्जा उत्पादन की दक्षता 33% होती है।

यदि 49 kWp फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन (55,700 kWh) द्वारा उत्पादित कुल वार्षिक विद्युत ऊर्जा का उपयोग पानी को विभाजित करने के लिए किया जाता है, और फिर उत्पादित हाइड्रोजन का उपयोग फिर से विद्युत ऊर्जा बनाने के लिए किया जाता है, तो लगभग ~ 18,600 kWh विद्युत ऊर्जा का उत्पादन किया जा सकता है। यदि यह विद्युत ऊर्जा 50 एचयूएफ/केडब्ल्यूएच की कीमत पर बेची जाती, तो इससे वार्षिक आय 928,000 फीट/वर्ष होती [11].टेबल 2 दिखाता है कि ईंधन कोशिकाओं में हाइड्रोजन से कितनी विद्युत ऊर्जा का उत्पादन किया जा सकता है [12]. अंतिम कॉलम इस ऊर्जा से आय देता है यदि विद्युत ऊर्जा की कीमत 50 एचयूएफ/केडब्ल्यूएच है।

यदि आर्थिक जीवन प्रत्याशा 10 वर्ष है और अपेक्षित न्यूनतम स्वीकार्य दर (MARR) 6% है, तो यह कहा जा सकता है कि स्वीकार्य निवेश लागत ~6.5 मिलियन HUF होगी जो प्रति वर्ष 929,000 HUF नियमित आय तक पहुंच जाएगी। ऊर्जा का निर्माण करने के लिए निगरानी और नियंत्रण प्रणाली, निम्नलिखित मात्राओं को मापने का सुझाव दिया गया था: (i) पानी इलेक्ट्रोलाइज़र द्वारा उपयोग की जाने वाली विद्युत ऊर्जा; (ii) एच . की उत्पादित राशि₂; (iii) भंडारण के लिए प्रयुक्त विद्युत ऊर्जा; (iv) ईंधन सेल द्वारा उत्पादित विद्युत ऊर्जा; (v) ईंधन सेल द्वारा उत्पादित ऊष्मा ऊर्जा।

3.4. गैस टर्बाइन और इंजन द्वारा ऊर्जा उत्पादन

यह उम्मीद की जाती है कि भविष्य में औद्योगिक पार्क, कार्यालय भवन, सार्वजनिक भवन, होटल, स्विमिंग पूल और फ्रीहोल्ड के ब्लॉक में गैस टर्बाइन या गैस इंजन के साथ अपनी बिजली और गर्मी ऊर्जा उत्पादन इकाइयां होंगी [13].

विद्युत ऊर्जा खपत के उपरोक्त मूल मूल्य को ध्यान में रखते हुए, 50-65 kWe नाममात्र प्रदर्शन की एक जटिल, गर्मी और विद्युत ऊर्जा उत्पादन इकाई की स्थापना माना जाता था। तुलना के लिए, गैस टर्बाइन और गैस इंजन दोनों के लिए मूल्यों की गणना की गई। निवेश लागत का अनुमान लगाने के लिए, कोटेशन मांगे गए थे [14].

यदि डीएचडब्ल्यू के उत्पादन के लिए आवश्यक गैस की मात्रा को स्थिर माना जाता है, तो वार्षिक ताप बिजली की मांग को पूरा करने के लिए, आवश्यक गैस की ताप शक्ति क्षमता ~ 1115 GJ है। यदि भट्ठी की दक्षता 90% है, तो ताप बिजली की मांग ~ 1005 GJ/वर्ष है। नतीजतन, गर्मी की मांग लगभग 136 किलोवाट है।
एक गैस टरबाइन के लिए, विद्युत ऊर्जा उत्पादन की दक्षता 29% मानी जाती है, जबकि एक गैस इंजन के लिए यह 40% है। ब्लॉकों की अपेक्षित गैस खपत के लिए तापीय समतुल्य क्रमशः 6500 GJ/वर्ष और 3600 GJ/वर्ष है। नतीजतन, पायलट साइट की पूरी विद्युत ऊर्जा मांग का उत्पादन किया जा सकता है, और साइट की वार्षिक गर्मी की मांग के उत्पादन के लिए इस्तेमाल की जाने वाली गैस (1082 जीजे/वर्ष, और 1004 जीजे/वर्ष) बचाई जाती है। यदि उपरोक्त नाममात्र प्रदर्शन वाले उपकरण स्थापित किए जाते हैं, तो अतिरिक्त बिजली, गर्मी और शीतलन ऊर्जा उत्पन्न होती है, जिसे इलेक्ट्रिक ग्रिड में फीड किया जा सकता है, या पड़ोसी भवनों को गर्म या ठंडा करने के लिए बेचा जा सकता है [15].

विस्तृत आर्थिक विश्लेषण ने वर्तमान समाधान (प्रत्यक्ष ताप उत्पादन, खरीदी गई विद्युत ऊर्जा) को बदलने के लिए एक संयुक्त ऊर्जा उत्पादन इकाई में निवेश की व्यवहार्यता का पता लगाया। आर्थिक संकेतकों की गणना के अलावा, यह भी जांचा गया कि ये संकेतक विद्युत ऊर्जा और प्राकृतिक गैस की कीमतों में उतार-चढ़ाव के प्रति किस हद तक संवेदनशील थे।

3.5. पायलट साइट के वाहनों के लिए वैकल्पिक ईंधन

मूल योजनाओं के अनुसार, साइट के इलेक्ट्रिक और गैस-ईंधन वाले वाहनों के लिए फिलिंग स्टेशन पायलट साइट के परिसर के भीतर बनाए गए होंगे। हालांकि, व्यक्तिगत चर्चाओं से पता चला कि सार्वजनिक आधार पर, पायलट साइट के सामने फिलिंग स्टेशन का निर्माण करना अधिक फायदेमंद होगा [16]. यदि फिलिंग स्टेशन जनता के लिए खुला है, तो इसका विपणन मूल्य है, यह बिजली और प्राकृतिक गैस की खपत को बढ़ा सकता है, जिससे पायलट साइट की लाभप्रदता में वृद्धि होगी। चित्रा 2 फिलिंग स्टेशनों के सुझाए गए स्थान को दर्शाता है। निर्माण के लिए सरकार से परमिट लेना होगा और पहुंच मार्ग को पक्का करना होगा।

चित्रा 2। फिलिंग स्टेशनों के लिए सुझाए गए स्थान।

कंप्रेस्ड नेचुरल गैस (सीएनजी) फिलिंग स्टेशन के लिए सीएनजी पोर्ट केएफटी से कोटेशन मांगे गए थे। अलग-अलग प्रदर्शन वाले दो उत्पादों के वितरक के रूप में: ब्लू लाइन टीबी 35 मिडी कम्फर्ट और ग्रीन लाइन टीबी-160 पूर्ण फिलिंग स्टेशन। ब्लू लाइन टीबी 35 मिडी कम्फर्ट स्टेशन में कंप्रेसर का प्रदर्शन 35 वर्ग मीटर है³/ एच, और भंडारण की क्षमता 210 एनएम . है³ मानक वायुदाब पर। यह कंपनी के अपने बेड़े के वाहनों को भरने के लिए उपयुक्त है। ब्लू लाइन टीबी सीएनजी फिलिंग स्टेशन 20-30 वाहनों वाले छोटे व्यवसायों या कम ट्रैफिक वाली साइटों के लिए एक आदर्श विकल्प है। हालांकि इसकी क्षमता के कारण, यह सार्वजनिक संचालन के लिए बहुत अधिक लाभदायक नहीं है, यह उत्कृष्ट रूप से एक डिलीवरी बेड़े या रखरखाव समूह की कारों की सेवा कर सकता है। कंप्रेसर प्रति घंटे 26 किलोग्राम सीएनजी का उत्पादन कर सकता है, यानी गणना के लिए प्रति दिन 520 किलोग्राम सीएनजी की क्षमता मूल्य का उपयोग किया जा सकता है। तुलना के लिए, आइए हम प्रति 100 किमी पर विभिन्न वाहन श्रेणियों की सीएनजी-खपत को देखें:

• यात्री कार, वैन: 5-6 किग्रा/100 किमी;
• पिक-अप ट्रैक (3.5 टी से नीचे): 9-10 किग्रा/100 किमी;

यह मानते हुए कि प्रत्येक वाहन प्रति दिन 200 किमी की दूरी तय करता है, फिलिंग स्टेशन सेवा कर सकता है:

• 40-50 यात्री कार या वैन;
• 25-30 पिकअप ट्रक; या उपरोक्त का एक संयोजन।

यह फिलिंग स्टेशन बड़े वाहनों (बसों, ट्रकों) की सेवा नहीं दे सकता है।

तकनीकी निर्देश:

• समग्र आयाम: 2980 × 2500 × 2300 मिमी;
• कंटेनर की सामग्री: प्रबलित कंक्रीट;
• फिलिंग स्टेशन का वजन: 8800 किलो;
• संलग्न केबल की लंबाई: कस्टम, साइट मापदंडों के आधार पर;
• कनेक्शन का व्यास: डीएन 50, पीएन 16 निकला हुआ किनारा के साथ;
• कनेक्शन बिंदु पर दबाव: प्राथमिक नेटवर्क का दबाव।

निविदाकर्ता ने प्रमाणन की लागत (30 मिलियन एचयूएफ) के अतिरिक्त, पूर्ण फिलिंग स्टेशनों की निर्दिष्ट कुल कीमत 15 मिलियन एचयूएफ के रूप में निर्धारित की।

तकनीकी तैयारियों और फीडर केबल की स्थापना की अनुमानित लागत 5 मिलियन एचयूएफ है।

इस प्रकार, अपेक्षित समग्र निवेश लागत 50 मिलियन एचयूएफ है। (नीचे दिए गए समाधानों के लिए विस्तृत लागत अनुमान आकार की सीमाओं के कारण छोड़े गए हैं।)

इसके विपरीत, ग्रीन लाइन TB-160 में कंप्रेसर का प्रदर्शन 160 वर्ग मीटर है³/ एच, और भंडारण की क्षमता 700 एनएम . है³ मानक वायुदाब पर। यह बस बेड़े को भरने के लिए उपयुक्त है। पायलट अध्ययन के डीएसओ द्वारा संचालित जर्मनी में लगभग 500 साइटों पर इस प्रकार का स्टेशन तैनात किया गया है। अपेक्षित निवेश लागत 95 मिलियन एचयूएफ है।

यदि आर्थिक जीवन प्रत्याशा 10 वर्ष है और MARR 6% है, तो यह कहा जा सकता है कि ब्लू लाइन टीबी 35 मिडी कम्फर्ट फिलिंग स्टेशन (निवेश लागत: 50 मिलियन एचयूएफ) के लिए, वार्षिक नियमित आय/बचत ~6.5 मिलियन एचयूएफ तक पहुंचनी चाहिए। /वर्ष।

यदि ग्रीन लाइन टीबी-160 स्टेशन का निर्माण किया जाता है (निवेश लागत: 95 मिलियन एचयूएफ), तो वार्षिक आय/बचत की आवश्यक राशि उपरोक्त मूल्य से लगभग दोगुनी होनी चाहिए, ~12.6 मिलियन एचयूएफ/वर्ष।

4. परिणाम

अगर हम यह पता लगाना चाहते हैं कि ऊर्जा उत्पादन के किस अनुपात में नवीकरणीय स्रोत जिम्मेदार हैं, तो बिजली, गैस और गर्मी आदि पक्षों पर उत्पादित ऊर्जा को मापना अनिवार्य है। कारण साधारण निगरानी से अधिक हैं; भंडारण और अन्य, नियामक उपकरणों का प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष नियंत्रण प्रोफ़ाइल तभी संभव है जब सिस्टम में सभी उपकरणों के सामान्य और वास्तविक व्यवहार को जाना जाए। एक संभावित SCADA (पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण) प्रणाली के साथ निगरानी न्यूनतम आवश्यकता है। यदि डिज़ाइन किया गया सिस्टम पूरी तरह से स्वायत्त नहीं है, तो यह निगरानी कार्य अभी भी अनिवार्य है। हालांकि, ऊर्जा दक्षता बढ़ाने के लिए, यह सुझाव दिया जाता है कि सक्रिय नियंत्रण उपकरणों को स्थापित किया जाना चाहिए, और क्लासिक स्काडा कार्यों को एकीकृत किया जाना चाहिए। निष्क्रिय प्रबंधन को भी सेट करने का सुझाव दिया गया है। सिस्टम लॉन्च होने के बाद, और खपत/उत्पादन डेटा उपलब्ध होने के बाद, संबंधित उपकरणों (जैसे, भंडारण, इन्वर्टर) के लिए इष्टतम परिचालन और प्रबंधन कार्यों को सिस्टम में जोड़ा जाना चाहिए।

यदि संभव हो तो, प्रत्यक्ष नियंत्रण की शुरूआत मध्यम और दीर्घावधि (जैसे, चार्जिंग नियंत्रण और प्रबंधन) पर उपयोगी साबित होनी चाहिए। इसके लिए आवश्यक शर्तें संचार और अन्य शर्तें शामिल हैं।

व्यवहार में, उच्च दाब गैस भंडारण दो चरणों में पूरा होता है। पहले चरण में एच₂ गैस को एक मध्यवर्ती दबाव में संपीड़ित किया जाता है। ट्रांसलोडिंग के दौरान, एक कंप्रेसर स्टोरेज प्रेशर पैदा करता है। सुझाया गया HySTAT-10 जल हाइड्रोलाइज़र 10 Nm . का उत्पादन करता है³/ एच 10 बार दबाव पर। इस दाब पर हाइड्रोजन गैस का आयतन घनत्व अत्यंत कम होता है।

चुने हुए HYPM HD 30 ईंधन सेल की क्षमता 31 kWe है, और यह 18.86 Nm . की खपत करता है³/ एच हाइड्रोजन इसके नाममात्र उत्पादन के लिए। यह ~19 किग्रा/घंटा एच . के बराबर है₂ 10 बार दबाव पर उपयोग। इन आंकड़ों के अनुसार, ईंधन सेल के संचालन के लिए मौजूदा सौर पैनल से जुड़े हाइड्रोलाइजर की नाममात्र क्षमता के रूप में नाममात्र क्षमता पर संचालन के लिए लगभग दोगुना हाइड्रोजन की आवश्यकता होती है।

नतीजतन, और इस तथ्य के कारण कि हाइड्रोजन उत्पादन और विद्युत ऊर्जा उत्पादन समकालीन रूप से नहीं होता है, एच₂ भंडारण क्षमता स्थापित की जानी चाहिए। भंडारण का दबाव जितना अधिक होता है, भंडारण के लिए उतनी ही कम मात्रा की आवश्यकता होती है। हालांकि, दबाव जितना अधिक होता है, संपीड़न के लिए उतनी ही अधिक मात्रा में विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होती है। यदि दैनिक क्षमता की जांच की जाती है, और यदि 50 मी³/दिन औसत एच₂ उत्पादन गर्मी के महीनों (मई-अगस्त) के लिए माना जाता है, हाइड्रोजन का भंडारण कम से कम 50 वर्ग मीटर होना चाहिए³ हाइड्रोजन।

औद्योगिक संपीड़ित गैस सिलेंडरों का उपयोग न्यूनतम 150 बार दबाव पर किया जा सकता है, लेकिन आधुनिक प्रकार के लिए अधिकतम दबाव 200 से 300 बार तक होता है। यदि संग्रहित की जाने वाली गैस की मात्रा अपेक्षाकृत अधिक है, तो कई सिलेंडरों को एक सिलेंडर बैंक बनाने के लिए जोड़ा जाता है। उच्च आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, सिलेंडर समानांतर में एक सामान्य मैनिफोल्ड सिस्टम से जुड़े होते हैं। यह प्रणाली एक केंद्रीय वाल्व के माध्यम से सभी सिलेंडरों से एक साथ प्रवाह की अनुमति देती है।

आइए हम एक सिलेंडर बैंक पर विचार करें जो 12 सिलेंडरों से बना है, प्रत्येक में 50 लीटर है। इस प्रकार सिलेंडर बैंक का कुल आयतन 50 × 12 = 600 लीटर है। यदि आदर्श गैस का दबाव 300 बार है, और तापमान 15 डिग्री सेल्सियस, 182 एनएम है³ 1 बार अतिरिक्त दबाव पर गैस को सिस्टम से बाहर निकाला जा सकता है। यह अंगूठे के नियम के अनुरूप है कि वायुमंडलीय दबाव में 300 बार पर संग्रहीत एक आदर्श गैस की मात्रा भंडारण मात्रा ~ 300 से गुणा होती है। वर्तमान मामले में, संग्रहीत हाइड्रोजन गैस को वास्तविक गैस के रूप में संभाला जाना चाहिए; इस प्रकार, वायुमंडलीय दबाव पर इसका आयतन भंडारण आयतन का केवल ~254 गुना होगा, अर्थात, 152 एनएम³.

उपरोक्त एल्गोरिथम का उपयोग करते हुए, दो सिलेंडर बैंक हाइड्रोजन को स्टोर कर सकते हैं जो कि 304 एनएम . है³ वायुमंडलीय दबाव पर, जबकि तीन सिलेंडर बैंक 456 एनएम . स्टोर कर सकते हैं³. चूंकि ईंधन सेल की नाममात्र क्षमता 19 एनएम . है³/ एच, गैस की संग्रहित मात्रा क्रमशः 8, 16 या 24 घंटे निरंतर संचालन सुनिश्चित करती है।

यदि भंडारण क्षमता की गणना H . की मात्रा से की जाती है₂ सौर पैनलों द्वारा उत्पादित बिजली के साथ बनाई गई गैस, और मई और अगस्त के बीच औसत उत्पादन को शुरुआती बिंदु के रूप में लिया जाता है, यह कहा जा सकता है कि तीन सिलेंडर बैंक इस अवधि में ~ 10 दिनों में उत्पादित हाइड्रोजन की मात्रा को स्टोर कर सकते हैं। यह राशि ~31 घंटे के लिए ईंधन सेल (नाममात्र क्षमता: 24 kW) के निरंतर संचालन को सुनिश्चित कर सकती है।

निर्णय लेने की प्रक्रिया में, ऊपर वर्णित स्थिति के अलावा, हाइड्रोजन गैस संपीड़न की ऊर्जा मांग को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। सीएनजी चार्जर्स पर लागू एक कंप्रेसर के विनिर्देशों के अनुसार, एक सीएनजी फिलिंग स्टेशन जो 345 बार तक गैस को संपीड़ित कर सकता है, उसकी विद्युत ऊर्जा की मांग लगभग 90 kW है। यदि इस राशि को ध्यान में रखा जाए, तो H . का ऊर्जा संतुलन₂ उत्पादन, भंडारण और ऊर्जा उत्पादन नकारात्मक होगा।

पायलट साइट के लिए स्थापित की जाने वाली नई प्रणाली को इस तरह से बनाया जाना चाहिए कि भविष्य में अधिक जटिल प्रणाली संचालन और प्रबंधन प्रणालियों के संभावित कार्यान्वयन को बिना बड़े संशोधनों के प्राप्त किया जा सके।

वर्तमान परिस्थितियों को द्वारा अच्छी तरह से चित्रित किया गया है चित्रा 3 नीचे, लेकिन स्थापित उपकरणों की संख्या में काफी वृद्धि होगी। नतीजतन, पैमाइश बिंदुओं की व्यवस्था बहुत अधिक जटिल होनी चाहिए। उपलब्ध ऊर्जा खपत के आंकड़ों के आधार पर, यह कहा जा सकता है कि साइट में दो गैस मीटर (G1, G2) थे, जिन्हें अनियमित रूप से पढ़ा जाता है। इसके अतिरिक्त, एक बिजली मीटर (E1) और एक पानी का मीटर (V1) था। इनमें से कोई भी दूर से नहीं पढ़ा जा सकता था। यह सुझाव दिया गया था कि इन मीटरों को स्मार्ट उपकरणों में बदल दिया जाए जो रिमोट मीटर रीडिंग (आरएमआर) की अनुमति देते हैं और उन्हें ईएफआईआर सिस्टम से जोड़ा जा सकता है।

चित्रा 3। साइट की वर्तमान पैमाइश सूचना स्तर।

चित्रा 4 डिज़ाइन किए गए उपकरणों में स्थापित किए जाने वाले मीटरिंग उपकरणों को दिखाता है। मीटरिंग उपकरणों के प्रकार: जी-गैस, ई-बिजली, वी-पानी, एच-गर्मी।

चित्रा 4। पैमाइश बिंदुओं का संभावित वितरण।

ट्रांसफॉर्मर के दोनों किनारों पर दूर से पढ़ने योग्य बिजली मीटर भी लगाए जाने चाहिए जो निष्क्रिय प्रदर्शन को भी मापते हैं। इस तरह, प्रदर्शन की हानि, प्रभावी, कैपेसिटिव और आगमनात्मक प्रदर्शन, साथ ही साथ खपत को मीटर किया जा सकता है और उसका पालन किया जा सकता है। पीवी पावर स्टेशन के संबंध में, एक सौर विकिरण मीटर और एक बाहरी थर्मामीटर स्थापित किया जाना चाहिए। यदि पैमाइश उपकरणों की प्रणाली इष्टतम थी, तो विषम ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों को सामंजस्य और नियंत्रित किया जा सकता था।

कनेक्टेड हीट और इलेक्ट्रिक एनर्जी प्रोडक्शन ब्लॉक के लिए सुझाए गए मीटरिंग डिवाइस में दिखाए गए हैं चित्रा 5.

चित्रा 5। कनेक्टेड हीट और विद्युत ऊर्जा उत्पादक ब्लॉक के मीटरिंग स्थानों के लिए सुझाव।

अक्षय-आधारित ऊर्जा उत्पादन के आकार को प्रकट करने के लिए बिजली, गैस, गर्मी आदि पक्षों से संबंधित उत्पादित ऊर्जा को मीटर करना आवश्यक है। यह आवश्यकता कई कारणों से उचित है। निगरानी के अलावा, सिस्टम में उपकरणों के सामान्य और वास्तविक व्यवहार को प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से नियंत्रित भंडारण और उपकरणों के लिए नियंत्रण प्रोफ़ाइल बनाने में सक्षम होने के लिए जाना जाना चाहिए। नतीजतन, नियोजित स्काडा प्रणाली के लिए न्यूनतम आवश्यकता निगरानी को संभव बनाना है। इसके अलावा, एक निष्क्रिय नियंत्रण प्रणाली भी स्थापित की जानी चाहिए। पूरी प्रणाली के संचालन में आने के बाद, और मांग और उत्पादन प्रोफाइल प्राप्त हो जाते हैं, इष्टतम परिचालन और प्रबंधन प्रोफाइल को संबंधित उपकरणों (जैसे, स्टोरेज, इनवर्टर आदि) में फीड किया जाना चाहिए। यदि संभावनाएं दी जाती हैं, तो मध्यम और दीर्घावधि (जैसे, चार्ज नियंत्रण और प्रबंधन) में एक प्रत्यक्ष प्रबंधन प्रणाली स्थापित की जानी है। इसके लिए संचार प्रणाली और अन्य परिस्थितियाँ दोनों प्रदान की जानी चाहिए।

यह सुझाव दिया जाता है कि पायलट साइट को इस तरह से फिर से बनाया जाए जिससे महत्वपूर्ण संशोधनों के बिना अधिक जटिल नेटवर्क संचालन और प्रबंधन प्रणालियों के कार्यान्वयन की अनुमति मिल सके।

नियोजित साइट सेटअप एक संभावित अंतिम परिणाम है, लेकिन यह उजागर करना महत्वपूर्ण है कि यह एक लंबी प्रक्रिया के अंत तक प्राप्त किया जा सकता है।

इस प्रक्रिया में लंबा समय लग सकता है; और निर्माण के दौरान, सभी उप-प्रणालियों को चालू रहना चाहिए। इसलिए, पुनर्निर्माण प्रक्रिया और पूरी प्रणाली दोनों को मॉड्यूलर होने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।

डिजाइनिंग प्रक्रिया के प्रमुख सिद्धांतों के अनुसार, प्रत्येक मॉड्यूल को इस तरह से डिजाइन किया जाना चाहिए कि सहक्रियात्मक संभावनाओं का दोहन किया जा सके। तथ्य यह है कि स्थापित की जाने वाली प्रत्येक इकाई दो-तरफा ऊर्जा प्रवाह को सक्षम बनाती है अन्यथा जटिल अनुकूलन प्रक्रिया को सरल बनाती है। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए गैस, विद्युत ऊर्जा और पानी की माप की योजना बनाई जानी चाहिए, अर्थात, नई इकाइयों की ऊर्जा की उत्पादित और खपत मात्रा में जानकारी के मूल्यवान टुकड़े होते हैं; नतीजतन, एक संतुलित-आधारित माप संतोषजनक नहीं है।

इस प्रकार, उन मीटरों को में दिखाया गया है टेबल 3 तैनात किए जाने हैं जो प्रासंगिक चरणों में निर्मित उप-प्रणालियों की सेवा करते हैं। पैमाइश उपकरणों की डिजाइन प्रक्रिया के दौरान आवश्यक न्यूनतम निर्धारित किया गया था। परियोजना के बाद के चरण में, गणना-आधारित अनुमान भी संभव है। हालांकि, यहां दिए गए आंकड़ों को पूर्व अनुभव के आधार पर आवश्यक न्यूनतम माना जाना चाहिए।

5। विचार-विमर्श

सौर ऊर्जा से बिजली उत्पादन को व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पीवी पैनल द्वारा हल किया जा सकता है। इसके लिए तकनीकी, आर्थिक और पर्यावरणीय मानकों के आधार पर सबसे उपयुक्त नाममात्र का प्रदर्शन निर्धारित किया जाना था।

इसके अलावा, प्राकृतिक गैस में पानी के विभाजन से उत्पन्न हाइड्रोजन के मिश्रण की विधि, प्रभाव और संभावना का पता लगाया जाना था। यह अस्पष्ट है कि आंतरिक दहन इंजनों में प्राकृतिक गैस में 30-40% हाइड्रोजन के साथ गैस मिश्रण का उपयोग करना संभव है या नहीं। यह विशेष रूप से समस्याग्रस्त है यदि गैस का उपयोग न केवल बिजली उत्पादन के लिए साइट पर तैनात गैस इंजन में किया जाता है, बल्कि इसे फिलिंग स्टेशन पर भी बेचा जाता है।

इस उद्देश्य के लिए परियोजना का ब्लॉक स्केच तैयार किया गया था (चित्रा 6).

चित्रा 6। परियोजना के स्केच के लिए सुझाव।

उपरोक्त स्केच के आधार पर और परियोजना के उद्देश्यों को ध्यान में रखते हुए, कई संभावनाओं का विश्लेषण किया गया है:

• ऊर्जा उत्पादन स्रोतों की स्थापना (सौर ऊर्जा स्टेशन, गैस टरबाइन / जटिल कार्यों के साथ इंजन, ईंधन सेल); प्राप्त ऊर्जा का उपयोग सर्दियों में गर्म करने और गर्मियों में ठंडा करने के लिए किया जा सकता है;
• हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए जल इलेक्ट्रोलाइज़र;
• बिजली, गर्मी और हाइड्रोजन को स्टोर करने के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणाली;
• ईवी और सीएनजी फिलिंग स्टेशन।

प्रौद्योगिकी व्यवहार्यता अध्ययन के लिए असामान्य तरीकों और नवीन समाधानों के अनुप्रयोग की आवश्यकता थी। नवाचार स्वयं किसी पेटेंट या बिल्कुल नई तकनीक के बिना समाधान से नहीं आ रहा है, बल्कि सिस्टम अवधारणा से आ रहा है। इनमें से कुछ प्रौद्योगिकियां उपयोग में हैं, उनमें से कुछ हंगरी में बिल्कुल नई हैं, लेकिन उन सभी को एक साथ, एक सामान्य सिस्टम ऑपरेशन में बिल्कुल असामान्य है।

सुझाए गए प्रोजेक्ट सेटअप का मूल्यांकन करते हुए, प्रसिद्ध SWOT (ताकत, कमजोरियां, अवसर, अवसर, खतरे) विश्लेषण उपयोगी हो सकता है:

ताकत:

• विषम ऊर्जा स्रोतों का उपयोग किया जाता है
• ऊर्जा नियंत्रण की संभावना
• न केवल बिजली, बल्कि अन्य ऊर्जा प्रकार उत्पन्न होते हैं

कमजोरियां:

• उच्च निवेश लागत
• विकास के मुद्दे—परिपक्व प्रौद्योगिकियां नहीं
• कम आंतरिक रिटर्न की उम्मीद है

अवसरों:

• यह एक प्रकाशस्तंभ परियोजना, बाजार हिस्सेदारी हो सकती है
• उभरती हुई ऊर्जा की कीमतें, और ई-मोबिलिटी पैठ
• बाहरी निविदा संसाधन

धमकी:

• अस्थिर विनियमन पर्यावरण
• परिचालन अनुभव की कमी
• पर्यावरण (कोविड)

6। निष्कर्ष

इस परियोजना का उद्देश्य एक जटिल, लागत प्रभावी, बहुक्रियाशील ऊर्जावान समाधान प्रदान करना था जो नवीन तरीकों का उपयोग करता है और इसे जीवित प्रयोगशाला के लिए स्थानीय आवश्यकताओं के अनुकूल बनाया जा सकता है।

एक साहित्य समीक्षा और विशेषज्ञ परामर्श के आधार पर, यह अवश्य कहा जाना चाहिए कि हंगेरियन नियम H . के मिश्रण की अनुमति नहीं देते हैं₂ प्राकृतिक गैस नेटवर्क में। इसके अलावा, एच₂-ईंधन वाले आंतरिक दहन इंजन व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं हैं। नतीजतन, क्लाइंट के साथ समझौते में, अध्ययन ने बिजली उत्पादन के लिए ईंधन कोशिकाओं में उत्पादित हाइड्रोजन का उपयोग करने की संभावनाओं का पता लगाया। इसके अलावा, एक एचसीएनजी स्टेशन के बजाय, एक सीएनजी फिलिंग स्टेशन के निर्माण का प्रस्ताव है, जो ग्राहक के बेड़े और बसों की भी सेवा कर सकता है। ग्राहक के साथ समझौते में, साइट के सामने सार्वजनिक मैदानों में सीएनजी और ईवी फिलिंग स्टेशनों का निर्माण किया जाना चाहिए ताकि उपयोग दर को बढ़ाया जा सके और साइट के विपणन मूल्य को बढ़ावा दिया जा सके।

आज तथाकथित ऊर्जा समुदाय समाधान के लिए अंतिम उपयोगकर्ता खंड से एक मजबूत अनुरोध है। डीएसओ और अन्य हितधारक इस क्षेत्र में अनुसंधान परियोजनाएं चला रहे हैं, और कई राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय कार्यक्रम इस प्रक्रिया का समर्थन कर रहे हैं। यदि एक उचित व्यापार मॉडल और प्रौद्योगिकी खाका तैयार किया जाता है, तो विनियमन शायद इस दृष्टिकोण के अनुरूप होगा। जैसा कि उपरोक्त चर्चा से देखा जा सकता है, इस प्रश्न में उच्च जटिलता है, और इस पत्र में तकनीकी समाधान और कार्यान्वयन लागत और संभावनाओं की खोज पर ध्यान केंद्रित किया गया था।

Acknowledgments

मैं अपने साथी शोधकर्ताओं के प्रति कृतज्ञता और सम्मान व्यक्त करना चाहता हूं, जिनके मार्गदर्शन और समर्थन के बिना यह लेख संभव नहीं होता: एल्बिन ज़सेबिक, बालिंट नेमेथ। मैं समर्थन के लिए आभारी हूँ!

संदर्भ

1. ग्रेट्ज़, जे.; बेसेल्ट, जेपी; उल्मन, ओ.; वेंड्ट, एच। 100 मेगावाट यूरो-क्यूबेक हाइड्रो-हाइड्रोजन पायलट प्रोजेक्ट। इंट. जे हाइड्रोजन ऊर्जा 1990, 15, 419-424। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
2. गहलीटनर, जी. अक्षय बिजली से हाइड्रोजन: स्थिर अनुप्रयोगों के लिए बिजली से गैस पायलट संयंत्रों की एक अंतरराष्ट्रीय समीक्षा। इंट। जे। हाइड्रोजन ऊर्जा 2013, 38, 2039-2061। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
3. ग्रेट्ज़, जे.; ड्रोलेट, बी.; क्लुइस्केन्स, डी.; सैंडमैन, एफ.; Ullmann, O. हाइड्रो-हाइड्रोजन पायलट प्रोजेक्ट (EQHHPP) की स्थिति। इंट। जे। हाइड्रोजन ऊर्जा 1994, 19, 169-174। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
4. जिंग, डी.; गुओ, एल.; झाओ, एल.; झांग, एक्स.; लियू, एच.; ली, एम.; शेन, एस.; लियू, जी.; हू, एक्स.; झांग, एक्स.; और अन्य। फोटोकैटलिटिक जल विभाजन द्वारा कुशल सौर हाइड्रोजन उत्पादन: मौलिक अध्ययन से पायलट प्रदर्शन तक। इंट। जे। हाइड्रोजन ऊर्जा 2010, 35, 7087-7097। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
5. रोएब, एम.; सैक, जे.-पी .; रिटब्रॉक, पी.; प्रहल, सी.; श्रेइबर, एच.; नीस, एम.; डी ओलिवेरा, एल.; ग्राफ, डी.; एबर्ट, एम.; रीनल्टर, डब्ल्यू.; और अन्य। एक सौर टावर पर पानी से सौर हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक 100kW पायलट संयंत्र का परीक्षण संचालन। सोल। ऊर्जा 2011, 85, 634-644। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
6. विक्टरसन, एल.; हेनोनन, जेटी; स्कुलसन, जेबी; अनथॉर्सन, आर. हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था की ओर एक कदम- एक हाइड्रोजन ईंधन भरने वाले स्टेशन का जीवन चक्र लागत विश्लेषण। ऊर्जा 2017, 10, 763। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
7. पास्कुज़ी, एस.; एनिफांटिस, एएस; ब्लैंको, आई.; मुग्नोज़ा, जीएस इलेक्ट्रोलाइज़र ग्रीनहाउस हीटिंग के लिए एक एकीकृत हाइड्रोजन पावर सिस्टम का प्रदर्शन विश्लेषण। एक मामले का अध्ययन। स्थिरता 2020, 8, 629। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
8. एनिफांटिस, एएस; कोलांटोनी, ए.; पास्कुज़ी, एस.; सेंटोरो, एफ. फोटोवोल्टिक और हाइड्रोजन प्लांट ग्रीनहाउस हीटिंग के लिए एक गैस हीट पंप के साथ एकीकृत: एक गणितीय अध्ययन। स्थिरता 2018, 10, 378। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
9. लियू, जी.; शेंग, वाई.; एगर, जेडब्ल्यू; क्राफ्ट, एम.; जू, आर। अनुसंधान पानी से बड़े पैमाने पर सौर हाइड्रोजन उत्पादन की दिशा में आगे बढ़ता है। एनर्जीकेम 2019, 1, 100014। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
10. फेल्सेघी, आर.-ए.; कारकेडिया, ई.; राबोका, एमएस; ट्रूफिन, सीएन; फिलोटे, सी. स्थिर अनुप्रयोगों के सतत भविष्य के लिए हाइड्रोजन ईंधन सेल प्रौद्योगिकी। ऊर्जा 2019, 12, 4593। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
11. गोल्ट्सोव, वीए; वेज़िरोग्लू, टीएन; गोल्ट्सोवा, भविष्य की एलएफ हाइड्रोजन सभ्यता-आईएएचई की एक नई अवधारणा। इंट। जे। हाइड्रोजन ऊर्जा 2006, 31, 153-159। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
12. नोवोटी, जे.; Veziroglu, TN पर्यावरण पर हाइड्रोजन का प्रभाव। इंट। जे। हाइड्रोजन ऊर्जा 2011, 36, 13218-13224। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
13. हुसैन, एमएस; रहीम, एनए; अमन, एमएम; सेल्वराज, जे। हाइड्रोजन उत्पादन के लिए सौर ऊर्जा का अध्ययन करने के लिए एनोवा विधि का अनुप्रयोग। इंट। जे। हाइड्रोजन ऊर्जा 2019, 44, 14571-14579। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
14. नस्तासी, बी. अध्याय 2—हाइड्रोजन नीति, बाजार, और अनुसंधान एवं विकास परियोजनाएं। में सौर हाइड्रोजन उत्पादन; अकादमिक प्रेस: ​​कैम्ब्रिज, एमए, यूएसए, 2019; पीपी. 31-44. [गूगल स्कॉलर]
15. फ्रांजेज़, एन.; डिनर, आई.; सोरेंटिनो, एम। बिजली, गर्मी और हाइड्रोजन उत्पादन के लिए एक नई बहुआयामी सौर-ऊर्जा आधारित प्रणाली। आवेदन थर्म। इंजी. 2020, 171, 115085। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]
16. हेममती, आर.; मेहरजेर्डी, एच.; बोर्नापुर, एम. हाइब्रिड हाइड्रोजन-बैटरी स्टोरेज, सौर ऊर्जा की अस्थिरता और अनिश्चित विद्युत-थर्मल भार पर विचार करते हुए ऊर्जा आर्बिट्रेज को सुचारू करने के लिए। नवीनीकरण करें। ऊर्जा 2020, 154, 1180-1187। [गूगल स्कॉलर] [CrossRef]

यह लेख मूल रूप से लाइसेंसधारी एमडीपीआई, बेसल, स्विटजरलैंड द्वारा 22 सितंबर, 2021 को प्रकाशित किया गया था, और इसके अनुसार पुनर्प्रकाशित किया गया है क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन-नॉन-कॉमर्शियल-नोएडरिव्स 4.0 इंटरनेशनल पब्लिक लाइसेंस। आप मूल लेख पढ़ सकते हैं यहाँ उत्पन्न करें । इस लेख में व्यक्त किए गए विचार अकेले लेखक के हैं न कि वर्ल्डरफ के।

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