/>/>ЗМІСТ
Перелік скорочень
Вступ
1. Загальнахарактеристика системи автономного електропостачання
2. Будова і складелектрохімічного генератора
3. Аналізробочого процесу паливних елементів
4. Системиелектрохімічних генераторів
5. Технологічнісхеми електрохімічних агрегатів
5.1. Стаціонарнийаміачно-повітряний електрохімічний агрегат
5.2. Пересувнийметанольно-повітряний електрохімічний агрегат
5.3. Стаціонарнийвуглецеводяний – повітряний електрохімічний агрегат
5.4. Пресувний вуглецеводяно-повітрянийелектрохімічний агрегат
5.5. Пересувнийвуглецеводяно-повітряний електрохімічний агрегат, заснований на термічному розкладанніпального
6. Вибір можливихсхем електрохімічних генераторів для автономних джерел електричної енергії
6.1. Захист електрохімічнихгенераторів від струму короткого замикання і перенавантаження
6.2. Стан розробки електрохімічних генераторів закордоном
Висновки
Списоквикористаних джерел
ВСТУП
Серед важливіших проблеменергетики особливе місце займають проблеми безпосереднього перетворенняхімічної енергії палива в електричну енергію. Електрохімічні генератори суттєвовідрізняються від інших перетворювачів енергії, тому що енергія хімічноїреакції безпосередньо перетворюється в електричну енергію, минаючи проміжнустадію перетворення її в теплоту. Тому ККД сучасних ЕХГ досягає 70-80%.Основною складовою частиною ЕХГ є паливний елемент. Для одержання необхіднихзначень напруги і струму паливні елементи об’єднуються у батареї.
Електрохімічний генераторстановить з себе джерело енергії, яке складається з батареї паливних елементіві систем, які забезпечують її нормальне функціонування при зміні навантаження ізовнішніх умов експлуатації.
Відома значна кількістьрізних типів паливних елементів. Вони розподіляються по роду палива і стануелектроліту, температур і тиску робочого процесу і виду електродів. На цей часдостатньо розроблені і знаходять застосування в основному водень-кисневіпаливні елементи з пористими електродами (лужний електроліт) або зіонообмінними (кислий електроліт).
Для використання вкосмічній енергетиці більш за все розроблені водень-кисневі низько- і середнєтемпературні паливні елементи з лужним електролітом і іонообмінними мембранами.
Основними вузламитехнологічних схем ЕХА є генератори водню, що забезпечують отримання водню ізвказаних ісходних горючих, та електрохімічні генератори (ЕХГ). У будь-якомувиконанні ЕХА передбачається використання водяно-повітряногонизькотемпературного ЕХГ зі щелочним електролітом. Для досягнення мети роботинеобхідно розглянути технологічні схеми з припущенням щодо використаннястаціонарних ЕХА, як резервних джерел енергії, пересувні – як резервні.
1 ЗАГАЛЬНАХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМИ АВТОНОМНОГО
ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ
Відповідно донормативних документів всі електроприймачі за надійністю і безперебійністюелектропостачання підрозділяються на три категорії. До першої категоріїприйнято відносити ті електроприймачі, порушення електропостачання яких можевикликати небезпека для життя людей, значний збиток народному господарству,викликаний ушкодженням устаткування, масовим браком продукції чи розладомскладних важковідновлювальних технологічних процесів, а також порушенням режимуроботи особливо важливих об'єктів, в тому числі військових. Електроприймачіпершої категорії у свою чергу розділяються на двох груп: групу ІA і групу ІB.До електроприймачів групи ІA відносяться такі електроприймачі, перерва велектропостачанні яких не допустимо, тому що створює особливу небезпеку дляжиття людей і завдає шкоди державним інтересам. Електроприймачі групи ІA, якправило, особливо чуттєві до якості електроенергії. До електроприймачів групиІB відносяться такі електроприймачі, що допускають короткочасний (на десятічастки секунди) переривши в електропостачанні. Електроприймачі групи ІB уменшому ступені, чим електроприймачі групи ІA, чуттєві до якостіелектроенергії.
До другоїкатегорії відносяться електроприймачі, перерва в електропостачанні якихспричиняє масовий недовипуск продукції, простий робітників, устаткування,промислового транспорту, порушення нормальної життєдіяльності людей.Електроприймачі другої категорії допускають перерва в електропостачанні на часавтоматичного включення резервних джерел живлення. До третьої категоріївідносяться інші електроприймачі, що не підходять під визначення першої ідругої категорій. Електроприймачі третьої категорії допускають перерви велектропостачанні на час, необхідне для чи ремонту заміни несправногоустаткування, але не більш однієї доби.
У складіспоживачів електричної енергії різних об'єктів є електроприймачі всіх трьохкатегорій. Забезпечення їхньою електроенергією здійснюється системоюелектропостачання, яку можна представити системи, що складається із системизовнішнього електропостачання, внутрішнього електропостачання і системи автономногоелектропостачання. Система зовнішнього електропостачання забезпечує прийомелектричної енергії від держенергосистеми і передачу її через системивнутрішнього й автономного електропостачання до електроприймачів об'єкта дляїхнього тривалого живлення. Система внутрішнього електропостачання здійснюєприйом, виробництво і розподіл електроенергії між електроприймачами спорудженьоб'єкта. Розподіл електроенергії усередині найбільше відповідальних спорудженьоб'єкта здійснюється системою автономного електропостачання. Як правило,основними електроприймачами системи автономного електропостачання єелектроприймачі першої категорії. Ці електроприймачі вимагають організуватисвоє електропостачання від двох незалежних джерел, тобто таких джерел, один ізяких зберігає свою працездатність при ушкодженнях і аваріях іншого джерела.Одним з таких джерел є держенергосистема, іншим резервним джерелом може служитидизель-електричні, газо та паротурбінні, атомні й інші електричні станції, атакож електрохімічні генератори.
На рис. 1.1.наведений один з можливих варіантів структурної схеми системи автономногоелектропостачання, що містить основний (ОД) і резервний (РД) джерела, такомутаційну апаратуру, представлену автоматичними вимикачами QF1 — QF5. Далі позначено розподільні пристрої РП1 і РП2,перетворювач (ПЕ) і накопичувач (НЕ) енергії. У розглянутому варіанті системиавтономного електропостачання в якості основного джерела в переважній більшостівипадків використовується держенергосистема, а в якості резервного джерелазастосовується електрохімічний генератор. Застосування ЕXГ у порівнянні здизель-електричними станціями (ДЕС) з газотурбінними установками (ГТУ), радіоізотопнимитермоелектричними генераторами (РІТЕГ), ядерними енергетичними установками(ЯЕУ) з термоелектричними (ТЕЛП) і термоемісійними (ТЕМП) перетворювачамиобумовлено їх кращими техніко-економічними показниками (табл. 1.2).