Název projektu: Jak by vodíková elektrárna mohla snížit emise na místní úrovni

Tým: HyLite

St Muredach's College   Ballina   Irsko   4 Věk studenta: 16-17 let

Jak navrhované větrné pole s připojenou vodíkovou elektrárnou prospěje našemu místnímu klimatu tím, že bude poskytovat energii se sníženými emisemi.

Náš projekt byl zaměřen na zkoumání alternativních řešení boje proti změně klimatu, a to prostřednictvím zkoumání potenciálu vodíkových elektráren a větrných turbín jako zdroje čisté energie. Chtěli jsme otestovat výkon vodíkové elektrárny poháněné větrnou turbínou, proto jsme provedli pokusy s miniaturním modelem a porovnali jej s běžnou turbínou a vodíkovou elektrárnou v plné velikosti.

Abychom pomohli s naším výzkumem, kontaktovali jsme společnost Mercury Renewables, která se zabývá udržitelnou energetikou, a postgraduální výzkumnou pracovnici spojenou s projektem, Jochelle Ma Lois La Guipo, která nám poskytla cenné informace a pomohla s našimi dotazy. Domnívali jsme se, že vodíkové elektrárny jsou slibným řešením pro snižování emisí uhlíku ve velkém měřítku a mohou poskytnout ekonomické příležitosti místní komunitě.

Naší hypotézou bylo, že ekologické vodíkové elektrárny poháněné obnovitelnými zdroji energie, jako je větrná a solární energie, by mohly výrazně snížit emise ve srovnání s tradičními metodami výroby vodíku z fosilních paliv. Vodíkové palivové články poháněné tímto obnovitelným vodíkem by navíc mohly sloužit jako čistá alternativa k fosilním palivům pro pohon vozidel a zařízení, což by pomohlo zmírnit dopady změny klimatu.

Abychom naši hypotézu otestovali, sestavili jsme miniaturní verzi vodíkové elektrárny a sledovali vytlačování vody, výstup energie a produkci vodíku za chodu systému. Vzhledem k hořlavosti vodíku a jeho obtížné detekovatelnosti v případě úniku byla nejdůležitější bezpečnostní opatření.

Naše šetření ukázalo, že výroba ekologického vodíku pomocí větrné energie může být skutečně účinným a nákladově efektivním způsobem výroby čisté energie. Náš model prokázal, že výrobu vodíku lze udržet díky nepřetržitému přísunu větrné energie pro napájení reverzibilního palivového článku. Model také ukázal potenciál vodíkových palivových článků jako čisté alternativy k fosilním palivům pro pohon vozidel a zařízení.

Sestrojili jsme miniaturní verzi větrného pole a vodíkové elektrárny a shromáždili údaje o jejím výkonu, produkci vodíku a dalších klíčových ukazatelích. Poté jsme naše údaje porovnali s publikovanými údaji o vodíkových elektrárnách v plné velikosti, včetně jedné, která byla použita jako referenční pro naši analýzu.

Náš experiment ukázal, že miniaturní vodíkárna vyrobila malé množství vodíku 6 cm3 za hodinu při nízkém výkonu 0,048 W za sekundu. Doba, po kterou mohl palivový článek běžet po jedné hodině výroby vodíku, byla pouze 3,5 minuty a množství elektřiny vyrobené po jedné hodině výroby vodíku bylo 4,41 wattu.

Naproti tomu velká vodíková elektrárna vyrobila mnohem větší množství vodíku, a to 71 347 cm3 za hodinu, což představuje výrazné zlepšení oproti miniprovozovně. Výkon turbíny byl také mnohem vyšší, 570,776 W za sekundu, což odráží větší rozsah elektrárny. Doba, po kterou mohl palivový článek běžet po jedné hodině výroby vodíku, byla odhadnuta na 2 497 144 minut a množství vyrobené elektřiny po jedné hodině výroby vodíku bylo odhadnuto na 3 146 401,44 wattů.

Srovnání obou zařízení ukazuje potenciální přínosy rozšiřování výroby vodíku, protože může vést k výrobě výrazně většího množství vodíku a k výrobě většího množství elektřiny.

Naše šetření přineslo cenné poznatky o potenciálu vodíku jako zdroje čisté energie a o možném řešení problému snižování emisí při současném uspokojování našich energetických potřeb.

Do budoucna se domníváme, že by naše šetření mohlo být vylepšeno provedením rozsáhlejšího testování a shromažďováním údajů po delší dobu. Přesto se domníváme, že jsme odpověděli na naši výzkumnou otázku a poskytli pádné argumenty pro výhody větrného pole a vodíkové elektrárny.

Stáhnout plakát projektu PDF

Projekty vytvářejí týmy a přebírají plnou odpovědnost za sdílená data.
← Všechny projekty