Laboratorij za termoenergetiko. Vodikove tehnologije

Σχετικά έγγραφα
Laboratorij za termoenergetiko. Vodikove tehnologije in PEM gorivne celice

UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Katedra za energetsko strojništvo VETRNICA. v 2. v 1 A 2 A 1. Energetski stroji

PONOVITEV SNOVI ZA 4. TEST

Gospodarjenje z energijo

SONČNE CELICE. Primož Hudi. Mentor: doc. dr. Zlatko Bradač. V seminarju sem predstavil sestavo ter delovanje sončnih celic.

VODIK IN GORIVNE CELICE

SPTE V OBRATU PRIPRAVE LESA

Avto na vodik in gorivne celice

Lastnosti in delovanje polimerne gorivne celice

Logatherm WPL 14 AR T A ++ A + A B C D E F G A B C D E F G. kw kw /2013

Osnove elektrotehnike uvod

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

GOSPODARJENJE Z ENERGIJO PREDAVANJE 1

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

dr. Boris Vidrih dvoriščna stavba soba N3 T: 01/ E: W:

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 21. november Gregor Dolinar Matematika 1

IZOBRAŽEVALNO GRADIVO ENERGIJA IN PROIZVODNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE ZA OSNOVNOŠOLCE

UVOD GORIVNE CELICE...

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO ODDELEK ZA FIZIKO FOTOCELICE IZBRANA POGLAVJA IZ UPORABNE FIZIKE.

Delovna točka in napajalna vezja bipolarnih tranzistorjev

Razvoj, proizvodnja in servis kogeneracij

Booleova algebra. Izjave in Booleove spremenljivke

Kotne in krožne funkcije

Splošno o sončnih elektrarnah in njihova ekonomika

Funkcijske vrste. Matematika 2. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 2. april Gregor Dolinar Matematika 2

MOTORJI Z NOTRANJIM ZGOREVANJEM

Tretja vaja iz matematike 1

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 1 OSNOVNA KOLA SA DIODAMA

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

1. člen (vsebina) 2. člen (pomen izrazov)

Energije in okolje 1. vaja. Entalpija pri kemijskih reakcijah

Tabele termodinamskih lastnosti vode in vodne pare

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 14. november Gregor Dolinar Matematika 1

Energijska bilanca Zemlje. Osnove meteorologije november 2017

SKUPNE PORAZDELITVE VEČ SLUČAJNIH SPREMENLJIVK

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * FIZIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Petek, 10. junij 2016 SPLOŠNA MATURA

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 5. december Gregor Dolinar Matematika 1

1. Definicijsko območje, zaloga vrednosti. 2. Naraščanje in padanje, ekstremi. 3. Ukrivljenost. 4. Trend na robu definicijskega območja

17. Mednarodni sejem gradbeništva in gradbenih materialov

CELOVITOST PONUDBE NAPRAV ZA SAMOOSKRBO Z IZRABO SONČNE ENERGIJE, SKLADNO Z NOVO UREDBO

ČHE AVČE. Konzorcij RUDIS MITSUBISHI ELECTRIC SUMITOMO

SATCITANANDA. F = e E sila na naboj. = ΔW e. Rudolf Kladnik: Fizika za srednješolce 3. Svet elektronov in atomov

ENERGETSKI STROJI. Energetski stroji. UNIVERZA V LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Katedra za energetsko strojništvo

Državni izpitni center SPOMLADANSKI IZPITNI ROK *M * NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sreda, 3. junij 2015 SPLOŠNA MATURA

TOPLOTNA ČRPALKA ZRAK-VODA - BUDERUS LOGATHERM WPL 7/10/12/14/18/25/31

Energijska bilanca. E=E i +E p +E k +E lh. energija zaradi sproščanja latentne toplote. notranja energija potencialna energija. kinetična energija

FOTOUPOR, FOTODIODA, FOTOTRANZISTOR

Mitja Krnel. Fizika energijskih virov

Zaporedna in vzporedna feroresonanca

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 22. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

ELEKTROTEHNIKA DRAGO ŠEBEZ

Univerza v Ljubljani Fakulteta za matematiko in fiziko. Gorivne celice in shranjevanje vodika

Kontrolne karte uporabljamo za sprotno spremljanje kakovosti izdelka, ki ga izdelujemo v proizvodnem procesu.

1. Trikotniki hitrosti

VODONIČNA ENERGIJA (HYDROGEN ENERGY)

KAKO HITRO IN USPEŠNO SKOZI POTREBNE ADMINISTRATIVNE POSTOPKE ZA PRIDOBITEV PODPORE

Iterativno reševanje sistemov linearnih enačb. Numerične metode, sistemi linearnih enačb. Numerične metode FE, 2. december 2013

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 10. december Gregor Dolinar Matematika 1

Integralni račun. Nedoločeni integral in integracijske metrode. 1. Izračunaj naslednje nedoločene integrale: (a) dx. (b) x 3 +3+x 2 dx, (c) (d)

Termodinamika vlažnega zraka. stanja in spremembe

p 1 ENTROPIJSKI ZAKON

Fizika na maturi, Moderna fizika

Splošno o interpolaciji

Fazni diagram binarne tekočine

Vježba 4. STRUJNO-NAPONSKA KARAKTERISTIKA PEM GORIVNOG ČLANKA

Effect of Fibre Fineness on Colour and Reflectance Value of Dyed Filament Polyester Fabrics after Abrasion Process Izvirni znanstveni članek

Frekvenčne omejitve za različne fotopretvornike. Diagram relativnih občutljivosti v primerjavi s spektralno emisijo žarnice

Slika 1.120: Frekvenčne omejitve za različne fotopretvornike. Slika 1.121: Diagram relativnih občutljivosti v primerjavi s spektralno emisijo žarnice

UČINKOVITO NAČRTOVANJE ZA USPEŠNO IZVEDBO PROJEKTOV SOPROIZVODNJE

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

KODE ZA ODKRIVANJE IN ODPRAVLJANJE NAPAK

Univerza v Novi Gorici Fakulteta za znanosti o okolju Okolje (I. stopnja) Meteorologija 2013/2014. Energijska bilanca pregled

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Karakteristike razpršenih obnovljivih virov energije

PROCESIRANJE SIGNALOV

Gimnazija Krˇsko. vektorji - naloge

3. Υπολογίστε το μήκος κύματος de Broglie (σε μέτρα) ενός αντικειμένου μάζας 1,00kg που κινείται με ταχύτητα1 km/h.

Računarska grafika. Rasterizacija linije

NEPARAMETRIČNI TESTI. pregledovanje tabel hi-kvadrat test. as. dr. Nino RODE

Toplotne črpalke. Zakaj Vaillant? Ker vam okolje ponuja brezplačno energijo. geotherm allstor geostor

RANKINOV KROŽNI PROCES Seminar za predmet JTE

Transformator. Delovanje transformatorja I. Delovanje transformatorja II

PRETHODNI PRORACUN VRATILA (dimenzionisanje vratila)

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

Vaja: Odbojnostni senzor z optičnimi vlakni. Namen vaje

GOSPODARJENJE Z ENERGIJO

1A skupina alkalijske kovine

Poglavje 7. Poglavje 7. Poglavje 7. Regulacijski sistemi. Regulacijski sistemi. Slika 7. 1: Normirana blokovna shema regulacije EM

STATIČKE KARAKTERISTIKE DIODA I TRANZISTORA

NOVE GENERACIJE GORILNIKOV IN ZNIŽEVANJE CO 2

Stikalni pretvorniki. Seminar: Načrtovanje elektronike za EMC Boštjan Glažar

Parne turbine. Avtor: Ivo Krajnik Kobarid

KLIMATSKE N A P R AV E 201 3

Για να εμφανιστούν σωστά οι χαρακτήρες της Γραμμικής Β, πρέπει να κάνετε download και install τα fonts της Linear B που υπάρχουν στο τμήμα Downloads.

PREDSTAVITEV SPTE SISTEMOV GOSPEJNA IN MERCATOR CELJE

VODONIĈNA ENERGIJA (HYDROGEN ENERGY)

Fotometrija mersko vrednotenje svetlobe

Zadatak 4b- Dimenzionisanje rožnjače

IZPIT IZ ANALIZE II Maribor,

U unutrašnja energija H entalpija S entropija G 298. G Gibsova energija TERMOHEMIJA I TERMODINAMIKA HEMIJSKA TERMODINAMIKA

Transcript:

Laboratorij za termoenergetiko Vodikove tehnologije

Pokrivanje svetovnih potreb po energiji premog 27% plin 22% biomasa 10% voda 2% sonce 0,4% veter 0,3% nafta 32% jedrska 6% geoterm. 0,2% biogoriva 0,2% fotovolt. 0,04% Kljub naprednim načinom pridobivanja energentov so zaloge omejene. Potencialna rešitev so obnovljivi viri energije OVE Tehnologija gorivnih celic 2

poraba in proizvodnja električne energije Razpoložljivost in poraba električne energije 1. Veljati mora energijska bilanca porabimo lahko toliko energije, kot jo proizvedemo 2. Veljati mora sočasnost električno energijo je treba proizvesti takrat, ko jo potrebujemo shranjevanje še vedno nerešljiv izziv primanjkljaj energije presežek energije sonce veter poraba 0 24 48 72 96 120 144 168 čas / h Rešitev: shranjevanje energije vodik Tehnologija gorivnih celic 3

Pretvorba energije iz goriv v elektriko Krožni procesi: primarni vir dimni plini para mehanska energija električna energija zgorevanje prenosniki toplote turbina generator Neposredna pretvorba: primarni vir? električna energija Sončni moduli Delovanje fotonapetostnega modula in elektrarne

Delovanje fotonapetostnih sistemov Material na katerem temelji tehnologija: Silicij Sončne celice so v osnovi polprevodniške diode z veliko površino. Do pretvorbe energije svetlobe v električno energijo (tok) prihaja zaradi fotovoltaičnega pojava. Pri vpadu fotonov na kristalno mrežo polprevodnika fotoni oddajo svojo energijo kristalni mreži in če je energija dovolj velika, ta pojav povzroča nastajanje prostih valenčnih elektronov. Delovanje fotonapetostnega modula in elektrarne

Tipi fotonapetostnih modulov Fotonapetostni modul je osnovni še zamenljiv element fotonapetostnega sistema. Sestavljen je iz večjega števila med seboj povezanih sončnih celic. Glede na tehnologijo sončnih celic ločimo: monokristalne, polikristalne in amorfne module. Monokristalne sončne celice levo (foto: Denis Lenardič), Polikristalne sončne celice na sredini (vir/copyright Solar-fabrik), Amorfne sončne celice desno (vir/copyright Solar-fabrik) Delovanje fotonapetostnega modula in elektrarne

Karakteristika tok napetost, krivulja moči in izkoristek modula Karakteristika tok napetost: informacija o delovanju fotovoltaičnega modula; Delovanje fotonapetostnega modula in elektrarne

Karakteristika tok napetost, krivulja moči in izkoristek modula MPP (maximum power point): določimo iz I U krivulje ali krivulje moči; Delovanje fotonapetostnega modula in elektrarne

Karakteristika tok napetost, krivulja moči in izkoristek modula Izkoristek fotonapetostnega modula: Razmerje med proizvedeno električno in vpadno sončno energijo; η električna = Električna moč: P el. P vpadla P el. = U I Približna vrednost vpadne sevalne moči na enoto površine Vpadla moč svetlobnega vira: P vpadla = F I kr. A I kr. kratkostični tok (največji fotoelektrični tok) je sorazmeren fotonom (sevanju), ki zadane modul P MAX I Kmax = F faktor Pmax = 1000 W/m2 IKmax2 = 600 ma Delovanje fotonapetostnega modula in elektrarne

Vodik Lastnosti pri normalnih pogojih: dvo-atomen plin (H 2 ) brez barve brez vonja nestrupen tališče: -259 C vrelišče: -252,8 C zgornja kurilnost: 12745 kj/m 3 spodnja kurilnost: 10800 kj/m 3 izotopi: 1 H vodik, 2 H devterij, 3 H tritij Shranjevanje: Tehnologija gorivnih celic 10

Gorivne celice Tehnologija gorivnih celic 11

Pretvorba energije iz goriv v elektriko Krožni procesi: gorivo dimni plini para mehanska energija električna energija zgorevanje prenosniki toplote turbina generator Neposredna pretvorba: gorivo? električna energija Gorivne celice Tehnologija gorivnih celic 12

Prednosti in slabosti gorivnih celic PREDNOSTI + boljši izkoristek kot pri krožnih procesih + ni škodljivih emisij + ni gibljivih delov + nizka stopnja hrupa SLABOSTI tehnologija izdelave problemi pri delovanju občutljivost in iztrošenje katalizatorjev dragi materiali Tehnologija gorivnih celic 13

Delovanje PEM gorivnih celic Tehnologija gorivnih celic 14

Gorivna celica Reakcije: anoda (oksidacija): H 2 2H + + 2e katoda (redukcija): ½O 2 + 2H + + 2e H 2 O E 0 = 0,00 V E 0 = 1,23 V energijski izkoristek: e, g W W elekticna vodik U I t V H H2 S,H2 Tehnologija gorivnih celic 15

Termodinamika PEM gorivnih celic Gibsova prosta energija G H T S W elec G f reverzibilna napetost in maksimalni izkoristek gorivne celice 0 G H 0,83 Tehnologija gorivnih celic 16 E 0 Gf z F f f 1,23 V 0 standardni pogoji (p = 1 atm, T = 298 K) H f = -286 kj/mol G f = -237 kj/mol F = 96485 As/mol

Pridobivanje vodika z elektrolizo (PEM) Tehnologija gorivnih celic 17

Elektrolitski reaktor Elektroliza: anoda (oksidacija): 2H 2 O(l) O 2 (g) + 4H + + 4e E 0 = 1,23 V katoda (redukcija): 2H + (aq) + 2e H 2 (g) E 0 = 0,00 V Faradayev prvi zakon elektrolize: n reak, teo I t z F m V reak, teo reak, teo I t M z F R T I t p z F energijski izkoristek: η e, r W W H2 el VH2HS U I t,h2 Tehnologija gorivnih celic 18

Termodinamika PEM elektrolize Gibsova prosta energija G H T S W elec G f reverzibilna napetost in termonevtralna napetost elektrolize 1,23 V 0 standardni pogoji (p = 1 atm, T = 298 K) Tehnologija gorivnih celic 19 E 0 Gf z F E t = H f z F = 1,48 V H f = -286 kj/mol G f = -237 kj/mol F = 96485 As/mol