НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Термодинамическое моделирование накопителя энергии на основе высокотемпературного реверсивного электролизера водяного пара

СПИСОК АВТОРОВ:
Жук А.З., Иванов П.П., Липатова И.А.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Жук Андрей Зиновьевич, Иванов Петр Павлович, Липатова Ирина Александровна

DOI:
https://doi.org/10.33849/2024406

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
5 марта 2024 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
16

ГОД:
2024

СТРАНИЦЫ:
38-44

РУБРИКА:
Проблемы энергетики

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
пиковая энергетическая установка; высокотемпературный реверсивный электролизер; Power-To-Gas; area-specific resistance; термодинамическое моделирование

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 661.931, УДК 661.352

АННОТАЦИЯ:
Проведен термодинамический анализ схем накопителя энергии на основе высокотемпературного реверсивного электролизера водяного пара. Для~определения электрической и тепловой мощности электрохимического преобразователя и его рабочей площади используются статистические литературные данные по поляризационному сопротивлению мембранно-электродного блока. В~качестве критерия оценки экономической эффективности накопителя энергии используется добавленная стоимость возвращаемого накопителем киловатт-часа электроэнергии. В формирование этого критерия, наряду с~характеристиками электрохимического преобразователя, вносят существенный вклад объемы хранения водорода и кислорода, мощность компрессоров для закачки газов в хранилища, а~также учет утилизации тепла охлаждения газов до температуры их хранения. Показано, что при~максимально возможном охлаждении газов перед закачкой в хранилища добавленная стоимость возвращаемого накопителем киловатт-часа на~20 % меньше, чем в~случае хранения газов при~рабочей температуре электрохимического преобразователя.

TITLE:
Thermodynamic modeling of an energy storage device based on high-temperature reversible steam electrolyzer

AUTHORS:
Zhuk A.Z., Ivanov P.P., Lipatova I.A.

KEYWORDS:
peak power plant; high temperature reversible electrolyzer; Power-To-Gas; area-specific resistance; thermodynamic modeling

ABSTRACT:
By the method of thermodynamic modeling, schemes of an energy storage system based on a high-temperature reversible electrolyzer are considered. To determine the electrical and thermal power of the reversible electrolyzer and its working area, literature data on the area-specific resistance of the membrane-electrode assembly are used. As a criterion for evaluating the economic efficiency of an energy storage system, the added cost of electricity returned by the storage system is used. In the formation of this criterion, along with the characteristics of the electrolyzer, a significant contribution is made by the cost of storage vessels for hydrogen and oxygen, the cost of compressors for pumping gases into storage vessels, as well as heat utilization. It is shown that at maximum possible cooling of gases before pumping into storage vessels, the added cost of the electricity is 1.5 times less than that when gases are stored at the operating temperature of the electrolyzer.