НГТУ получил патент на уникальную водородную энергоустановку, способную преобразовывать водород в электроэнергию, открывая новые горизонты в энергетике.
Нижегородский государственный технический университет имени Р. Е. Алексеева получил патент на свою инновационную водородную энергоустановку, обладающую комплексной системой безопасности. Уникальность разработки, созданной нижегородскими учеными, заключается в многоуровневом подходе к защите, где каждый важный параметр контролируется одновременно несколькими независимыми способами.
Такие водородные энергоустановки чаще всего применяются в удалённых местах, где отсутствуют традиционные источники энергии, включая метеорологические станции, сотовые вышки и линейные потребители магистральных трубопроводов. В качестве источника энергии в данных установках используется водород, который может длительное время храниться в высоконапорных баллонах в газообразном состоянии. Одним из главных преимуществ данного топлива является его экологичность, однако оно требует особых условий для безопасного использования.
«Водород, взаимодействуя с кислородом, образует взрывоопасную смесь, поэтому следование строгим требованиям безопасности крайне важно при эксплуатации таких систем. В нашей разработке предусмотрены как пассивные, так и активные меры защиты, что помогает предотвращать аварии и минимизировать возможные последствия», – пояснил старший научный сотрудник лаборатории «Автономные гибридные электроэнергетические комплексы» НГТУ имени Р. Е. Алексеева Иван Липужин.
Энергетическая установка помещается в огнезащитный металлический шкаф, который разделен на четыре изолированных отсека при помощи стальных перегородок, дополненных противопожарными панелями. Первый отсек предназначен для хранения водорода, второй используется как топливная магистраль, в третьем располагается топливный элемент, а четвёртый отсек содержит пульт управления – центральный «мозг» данной системы.
«Мы разработали метод обнаружения утечек, который основывается на постоянном сравнении двух независимых измерений. Первое измерение получает данные от датчиов давления и температуры на входе в систему, второе – через регулятор расхода на выходе. Блок управления непрерывно сопоставляет эти показатели, и любое несоответствие сигнализирует о возможной утечке. Данная система дублируется независимым датчиком концентрации водорода, который постоянно мониторит воздушное пространство внутри установки», – рассказал Иван Липужин.
Значительное внимание уделено и контролю температуры. Датчик температуры не только участвует в расчете расхода водорода, но и отвечает за своевременное обнаружение перегрева. Если температура превышает критический уровень, срабатывает многослойная система защиты, а также активируется автономное устройство для тушения пожара.
Разработка, созданная нижегородскими учеными, может применяться также в водородных автомобилях и беспилотниках, использующих водородные топливные элементы. Среди потенциальных заказчиов установки НГТУ имени Р. Е. Алексеева упоминаются такие компании, как «Росатом», «Газпром», «Роснефть», РЖД и крупные автопроизводители.
Более того, внедрение водородной энергетики в различные сферы экономики может снизить зависимость от ископаемых видов топлива и способствовать достижению целей по сокращению углеродных выбросов. Это, в свою очередь, соответствует мировым трендам в области устойчивого развития и охраны окружающей среды.
