Στο πλαίσιο των Συνεργατικών Σχηματισμών Καινοτομίας (ΣΣΚ), αναπτύχθηκε από την MES ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ A.E. πιλοτικό Εφεδρικό Σύστημα Παροχής Τροφοδοσίας Υδρογόνου. Το σύστημα αποτελεί ένα εφεδρικό σύστημα αδιάλειπτης παροχής ενέργειας, το οποίο έχει τη δυνατότητα να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε φορτία με τη χρήση υδρογόνου σαν καύσιμο. Το σύστημα που αναπτύχθηκε μπορεί να έχει εφαρμογή κυρίως στον κτηριακό τομέα, ενώ είναι δυνατή η χρήση του και σε διάφορες άλλες εφαρμογές, όπως σε σύζευξη με Συστήματα ΑΠΕ (π.χ. Φωτοβολταϊκά Συστήματα).

Το πιλοτικό σύστημα, το οποίο αποτελεί μέρος του ερευνητικού προγράμματος: Επιχειρησιακά Σχέδια Ανάπτυξης της Καινοτομίας ΑΠΕ-ΕΞΕ για Εφαρμογή σε Υποδομές Σχεδόν Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης, και αναπτύχθηκε την άνοιξη του 2023, συντίθεται από τα παρακάτω:

• Αερόψυκτη κυψέλη καυσίμου υδρογόνου πολυμερικής μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEM)
• Συστοιχία μπαταριών κλειστού τύπου για την αποθήκευση της ενέργειας
• Φιάλες καθαρού αέριου υδρογόνου υπό πίεση
• Οθόνη αφής με μικροεπεξεργαστή
• Ηλεκτρονικό φορτίο συνεχούς ρεύματος (DC load bank), το οποίο ενσωματώθηκε για την προσομοίωση ηλεκτρικών φορτίων υποδομών

       

       

Κατά την άνοιξη και το καλοκαίρι του 2023, έγινε παρακολούθηση και καταγραφή της λειτουργίας του εφεδρικού συστήματος στην περίπτωση τροφοδότησης ηλεκτρικών φορτίων κτηριακών υποδομών, και συγκεκριμένα κτηρίου σχολείου, γραφείου και κατοικίας. Τα φορτία των υποδομών προσομοιώθηκαν με τη χρήση του ηλεκτρονικού φορτίου συνεχούς ρεύματος. Κατά τη λειτουργία του συστήματος, καταγράφηκαν μεγέθη όπως η τάση, το ρεύμα και η ισχύς που παρέχονται από το εφεδρικό σύστημα στο ηλεκτρονικό φορτίο.

Από την υλοποίηση και την παρακολούθηση και καταγραφή της λειτουργίας του συστήματος, προέκυψαν οι παρακάτω δυνατότητες του Εφεδρικού Συστήματος:

• Παροχή του επιθυμητού επιπέδου ισχύος χωρίς διακυμάνσεις, για όσο διάστημα είναι απαραίτητο
• Γρήγορη απόκριση σε αλλαγές της επιθυμητής ισχύος
• Παροχή ενέργειας σε υποδομές οποτεδήποτε είναι απαραίτητο, π.χ. σε περιπτώσεις διακοπών ρεύματος, εφόσον υπάρχει επαρκές αποθηκευμένο καύσιμο

Λόγω των παραπάνω, συμπεραίνεται ότι το σύστημα έχει τη δυνατότητα να αντικαταστήσει αντίστοιχα εφεδρικά συστήματα όπως ηλεκτροπαραγωγά ζεύγη (Η/Ζ) καυσίμου Diesel, προσφέροντας πλεονεκτήματα όπως:

• Μείωση ή ο μηδενισμός των εκπομπών CO₂, με την χρήση πράσινου υδρογόνου
• Μείωση του θορύβου
• Χαμηλότερα λειτουργικά έξοδα κυρίως λόγω των χαμηλότερων απαιτήσεων συντήρησης

Ενδεικτικά, υπολογίστηκε ότι από την αντικατάσταση συμβατικού εφεδρικού συστήματος με ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος καυσίμου Diesel από το προτεινόμενο εφεδρικό σύστημα υδρογόνου στην περίπτωση ενός σχολικού κτηρίου, μπορεί να επιτευχθεί μείωση του ετήσιου κόστους λειτουργίας του εφεδρικού συστήματος κατά 610 EUR και μείωση των ετήσιων εκπομπών CO₂ από τη λειτουργία του εφεδρικού συστήματος κατά 400 kg.

Περισσότερα αποτελέσματα μπορούν να βρεθούν στην παρακάτω επιστημονική δημοσίευση:

Tziritas, D.; Stavrakakis, G.M.; Bakirtzis, D.; Kaplanis, G.; Patlitzianas, K.; Damasiotis, M.; Zervas, P.L. Techno-Economic Analysis of a Hydrogen-Based Power Supply Backup System for Tertiary Sector Buildings: A Case Study in Greece. Sustainability 2023, 15, 7646. https://doi.org/10.3390/su15097646