Optimizacijsko vodenje pretvornika energije v vodik v povezavi s hidro elektrarno

Trajanje: Julij 2019 - Junij 2022

Vloga FS: partner, numerično modeliranje, LCA analiza

Nosilec: Prof. Dr. Mihael Sekavčnik (mihael.sekavcnik@fs.uni-lj.si / 01 4771 303)

Cilj in vsebina projekta

Projekt obravnava problematiko optimalnega vodenja posebnega primera P2G (power-to-gas) sistema, povezanega s hidroelektrarno. V času viškov električne energije se namreč od fleksibilnih virov, kamor sodijo tudi hidroelektrarne, lahko zahteva znižanje proizvodnje električne energije ali celo zaustavitev. Če hidroelektrarna zmanjša proizvodnjo elektrike, vodna akumulacija pa je polna, potem je potrebno del vodnega pretoka prelivati mimo turbin. To pomeni izgubo vodne energije in finančno izgubo. P2G sistem, dograjen hidroelektrarni, lahko del viškov hidro električne energije pretvori v vodik in tako prepreči ali zmanjša te izgube.

Cilj projekta je razviti optimalno vodenje P2G sistema, povezanega s hidroelektrarno, ki bo omogočalo čim višjo energetsko in ekonomsko učinkovitost in s tem rentabilnost investicije v P2G sistem. Zadosti visoko učinkovitost P2G sistemov lahko dosežemo le z optimalnim načinom upravljanja, to pomeni z natančno prilagoditvijo obratovanja trgu električne energije in plina, prilagoditvijo okoljskim razmeram (časovna razpoložljivost vodne energije) in z obratovanjem na način, ki zagotavlja najvišji možni izkoristek in omogoča dolgo življenjsko dobo sistema (čimbolj enakomerno obratovanje, brez številnih vklopov in izklopov).

Razvoj in demonstracijo bomo izvedli v simulacijskem okolju, kjer bomo s pomočjo matematičnih modelov simulirali delovanje elektrarne, P2G sistema in trga elektrike ter zemeljskega plina. S simulacijo bomo preizkusili učinkovitost delovanja pri variaciji različnih parametrov (nazivna moč P2G sistema, volumen hranilnika vodika, največji tlak hranilnika vodika, različne omejitve plinskega in elektro omrežja, ipd.). Rezultati simulacijske študije bodo služili kot podpora pri odločanju za investicijo v P2G sistem. Sofinancer projekta (''Hidroelektrarne na Spodnji Savi'' - HESS) je prepoznal potenciale P2G tehnologije in bo ob izkazani zadostni rentabilnosti investiral v izgradnjo takega sistema po zaključku predlaganega raziskovalnega projekta.

Osnovni podatki o projektu

Ime: Optimizacijsko vodenje pretvornika energije v vodik v povezavi s hidro elektrarno

Začetek: 30. Junij 2019

Trajanje: 3 leta

Vključenost FS: numerično modeliranje obratovanja HE, LCA vrednotenje

Partnerji: Inštitut Jožef Štefan, Univerza v Ljubljani Fakulteta za strojništvo