Zelene inovacije in projekti
dr. Gregor Dolanc, Institut “Jožef Stefan”, Odsek za sisteme in vodenje
Institut “Jožef Stefan” (Odsek za sisteme in vodenje) koordinira ali je vključen v številne domače in mednarodne raziskovalne in razvojne projekte s področja gorivnih celic in vodikovih tehnologij, kar spada na področje zelenih in nizkoogljičnih tehnologij. Financerji projektov so: Evropska komisija (združenje FCH JU), Ministrstvo za obrambo RS, Javna agencija za raziskovalno dejavnost RS (ARRS), Evropska obrambna agencija (EDA), Evropska vesoljska agencija (ESA), Hidro elektrarne na spodnji Savi (HESS). Predstavljamo nekaj projektov iz zadnjega obdobja.
Naslov projekta in financer: FCGEN, Evropska komisija, FCH JU, FP7
Opis: Razvoj in izdelava pomožnega električnega vira na osnovi gorivnih celic za parkirana tovorna vozila. Sistem sestoji iz t.i. reformerja oziroma procesorja logističnega goriva (diesel), ki pretvori gorivo v plin (reformat) z visoko vsebnostjo vodika. Reformat nato napaja gorivno celico, ki proizvaja električno energijo. V primerjavi s klasičnimi dieselskimi agregati ima sistem neprimerno čistejši izpuh, nižji hrup in višji energetski izkoristek, ki je neodvisen od obremenitve. Razvoj je potekal za podjetje Volvo.
Naslov projekta in financer: MEMPHYS, Evropska komisija, FCH JU, H2020
Opis: Razvoj sistema za elektrokemijsko komprimiranje in čiščenje vodika s pomočjo membran, kakršne sicer nastopajo v gorivnih celicah PEM. Naloga Odseka za sisteme in vodenje je bila integracija celotnega sistema ter razvoj aparaturne in programske opreme za krmilni in diagnostični sistem. Sistem se uporablja za komprimiranje in čiščenje vodika, saj PEM membrana prevaja le vodikove protone. Delovanje naprave poteka na elektrokemijski način, torej nemehansko. Sistem ima različne možnosti uporabe: od vodikovih polnilnic za vozila na gorivne celice do recikliranja in čiščenja vodika v železarski ali polprevodniški industriji.
Naslov projekta in financer: IAPUNIT, EDA (Evropska obrambna agencija)
Opis: IAPUNIT je mednarodni projekt, ki ga delno financira Ministrstvo za obrambo v koordinaciji z Evropsko obrambno agencijo (EDA). Projekt spada na področje vodikovih tehnologij, cilj pa je preskrba vojaških vozil z elektriko, pridobljeno s pomočjo gorivnih celic iz vojaškega dizelskega goriva s potencialno visoko vsebnostjo žvepla. Odsek za sisteme in vodenje je v tesnem sodelovanju s Kemijskim inštitutom razvil in izvedel ključno komponento sistema, to je procesor goriva (refomer), ki pretvarja vojaško dizelsko gorivo v vodik z rangom čistoče, ustreznim za visoko temperaturne gorivne celice (HT-PEM). Prednost tovrstnega napajanja je poleg čistejšega izpuha tudi nizek hrup in nizek toplotni odtis, kar je pomembno za vojaško uporabo.
Naslov projekta in financer: DIAMOND, INSIGHT, RUBY, Evropska komisija, FCH JU, H2020
Opis: Serija treh projektov je usmerjena v razvoj metod in elektronske opreme za spremljanje stanja in diagnostiko gorivnih celic tipa PEM in SOFC. Gorivne celice so izpostavljene različnim negativnim vplivom (nečistoče v gorivu, degradacija aktivnih komponent), zato je potrebno njihovo stanje sproti spremljati in diagnosticirati. Razvite so bile različne metode za spremljanje stanja, ki delujejo na ”neinvazivnem” principu. To pomeni, da stanje ocenjujejo brez dodatno vgrajene senzorike, ki bi posegala v sistem. Stanje se ocenjuje na podlagi prenosne funkcije med dvema glavnina obratovalnima parametroma, to sta napetost in tok celic.
Naslov projekta in financer: REACTT, Evropska komisija, FCH JU, H2020
Opis: Podobno, kot v seriji zgornjih treh projektov poteka razvoj metod za oceno stanja in diagnostiko elektrolizerjev tipa SOEC/SOFC. Elektrolizerji tega tipa lahko delujejo dvosmerno: pretvorba elektrike v vodik in pretvorba vodika v elektriko. Ta njihova lastnost je posebej uporabna za glajenje deviacij v elektro energetskih sistemih, to je odstopanj med proizvodnjo in porabo električne energije. Spremljanje stanja ter ustrezno ukrepanje (korekcijske akcije) so pogoj za učinkovito delovanje in zadostno življenjsko dobo elektrolizerjev.
Naslov projekta in financer: Hydro power optimizer, ARRS, HESS – Hidroelektrarne na spodnji Savi
Opis: Možnostna študija shranjevanja kratkoročnih viškov električne energije v vodik in uporaba vodika kot surovine, kot pogonskega goriva za transport in mobilnost ter kot dodatek zemeljskemu plinu v plinovodih. Študija je delno izvedena kot tehnična in ekonomska analiza sistema, deloma pa v simulacijskem okolju, kjer s pomočjo matematičnih modelov in simulacij proučujemo različne vplive na učinke sistema (stanje in napoved trga električne energije, napoved dotoka vode v hidro elektrarno, tehnične omejitve opreme, vključitev v sistemske storitve elektro omrežja, ipd.).
