استفاده از پیل سوختی برای تأمین برق منازل مسکونی

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، تأمین انرژی و ایجاد راه‌های مختلف برای داشتن انرژی‌های مورد نیاز حیات انسان بر روی کره زمین، یکی از چالش‌های مهم و همیشگی محققان است. بنیاد ملی علم ایران به خاطر اهمیت موضوع تأمین انرژی، از محققانی که در این حوزه فعالیت می‌کنند، حمایت می‌کند.

«افزایش فاکتور ظرفیت نیروگاه بادی با تولید هم‌زمان هیدروژن از انرژی بادی و بهره‌گیری آن در سیکل ترکیبی بادی-پیل سوختی» عنوان طرح علیرضا زاهدی، عضو هیئت‌علمی دانشگاه علم و صنعت ایران است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام داده است.

زاهدی که تحصیلات خود را از کارشناسی تا دکتری تخصصی در رشته مهندسی پلیمر - صنایع پلیمر دانشگاه صنعتی امیرکبیر گذرانده است؛ درباره علت انجام این طرح گفت: همان‌طور که می‌دانید کاهش منابع فسیلی و اثرات زیست‌محیطی آن از جمله دلایل اصلی توجه به استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به حساب می‌آیند اما به دلیل‌عدم تولید مداوم برق در نیروگاه‌های تجدیدپذیر و وابستگی شدید آن‌ها به ساعات مختلف شبانه‌روز و فصول گوناگون سال، استفاده از سامانه‌های هیبریدی تعاملی اهمیت زیادی دارد. از منابعی که به شرایط جغرافیایی وابستگی ندارند و در هر زمان امکان تولید برق دارند، می‌توان به راکتورهای هسته‌ای، سامانه‌های احتراقی شامل سوخت‌های فسیلی و زیستی و همچنین پیل سوختی اشاره کرد که در این تحقیق از پیل سوختی استفاده شده است.

وی درباره مزایای استفاده از پیل سوختی توضیح داد: پیل‌های سوختی بهترین و مناسب‌ترین سامانه هیبریدی تعاملی در نیروگاه‌های تجدیدپذیر هستند. در میان انواع مختلف پیل‌های سوختی، پیل‌های سوختی غشائی به دلیل دمای عملکرد پایین مناسب‌ترند و در این تحقیق، از این پیل سوختی استفاده شده است.

زاهدی تصریح کرد: در این طرح، قسمتی از برق پانل بادی صرف تولید هیدروژن و ذخیره‌سازی به کمک واحد الکترولیزکننده غشائی شده‌است. با این کار در ساعات پیک مصرف که جریان باد گاهی از اوقات وجود ندارد، برق شبکه به کمک مصرف هیدروژن در پیل سوختی غشائی تأمین می‌شود.

وی در ادامه بیان کرد: در بخش دیگری از این تحقیق، پانل بادی صرفاً به منظور تأمین برق واحد الکترولیزکننده و ذخیره‌سازی هیدروژن استفاده شده و در نهایت به کمک پیل سوختی غشائی، برق پایداری در کل شبانه روز تأمین می‌شود که در این حالت دیگر انرژی مورد نیاز وابسته به جریان تجدیدپذیر بادی با نوسانات مختلف نیست.

این محقق و پژوهشگر در ادامه گفت: همچنین در این طرح، پس از راه‌اندازی سامانه هیبریدی، پایداری شبکه و افزایش فاکتور ظرفیت توربین بادی و به طور کلی موارد فنی به طور کامل بررسی شده است.

زاهدی ادامه داد: با استفاده از نتایج این تحقیق می‌توان انرژی برق مناطق بادخیز ایران را تأمین کرد. با اینکه نمونه آزمایشگاهی این تحقیق در دانشگاه علم و صنعت ساخته شد اما برای شرایط تست عملیاتی مجبور بودیم که از تونل باد استفاده کنیم. در صورتی که برای داشتن پاسخ‌های واقعی، باید منطقه‌ای را به عنوان مدل انتخاب کرده و نمونه را در آن منطقه قرار دهیم اما این امکان وجود نداشت و در نهایت تست‌های لازم با تونل باد که باد مصنوعی دارد؛ انجام شد.

وی اضافه کرد: علاوه بر مسائل ذکر شده، مشکل تأمین آب هم داشتیم چرا که برای تولید هیدروژن باید از آب شیرین منطقه استفاده کرد و پیل سوختی برای آنکه به خوبی عمل کند، نیاز به ذخیره هیدروژن دارد. این موضوع هم از چالش‌های مهمی بود که اگر حل نمی‌شد، طرح با شکست مواجه می‌شد.

زاهدی در پایان خاطر نشان کرد: هدف در این طرح، استفاده از پیل سوختی در منزل مسکونی بود که تابع شرایط باد نباشد و برق تولید کند اما مشکل برق مستقیم هم پیش روی انجام این طرح بود که برای حل آن، باید از اینورتر استفاده می‌شد. در مجموع می‌توان گفت که این طرح، یک طرح کم نظیر در دنیاست که به تأمین برق واحدهای مسکونی کمک می‌کند.