Pembangkit listrik hidrogen untuk taman
Gadgets

Pembangkit listrik hidrogen untuk taman


Jenis rotor baru untuk angin lemah dan tangki hidrogen dengan sensor keamanan internal dimaksudkan untuk memungkinkan turbin angin kecil untuk penggunaan pribadi di daerah dengan sedikit angin, seperti Lausitz. Kredit: Fraunhofer-Gesellschaft

Menurut data Badan Lingkungan Hidup Jerman, rumah tangga swasta saat ini bertanggung jawab atas sekitar seperempat total konsumsi energi Jerman. Sebagian besar energi ini diperoleh dari gas alam dan minyak mentah. Mengingat perubahan iklim yang semakin intensif, statistik ini cukup menyehatkan. “Hidrogen yang diperoleh dari energi terbarukan memiliki lebih banyak potensi sebagai pembawa energi untuk masa depan,” kata Prof.Holger Seidlitz, spesialis konstruksi ringan di BTU Cottbus-Senftenberg dan Kepala penelitian “Bahan Polimer dan PYCO Komposit” di Institut Fraunhofer untuk IAP Riset Polimer Terapan di lokasi Wildau, menyoroti situasinya. Bersama dengan timnya dan perusahaan menengah, dia mengambil pendekatan dua arah untuk masa depan hidrogen: Pertama, dia berfokus pada sumber energi yang dibutuhkan untuk produksi hidrogen. Mitra kerja sama saat ini sedang mengembangkan pembangkit listrik tenaga angin yang kecil dan efisien untuk melakukan ini. Kedua, tim sibuk memikirkan cara menyimpan gas berharga ini. Untuk tujuan ini, mereka memproduksi tangki hidrogen jenis baru yang terbuat dari komposit yang diperkuat serat.

Hidrogen untuk sel bahan bakar dan kendaraan

“Tujuannya adalah untuk merancang turbin angin yang cukup kecil untuk memungkinkan individu memiliki sistem seperti ini di taman mereka,” jelas Holger Seidlitz. “Hidrogen akan dihasilkan secara in-situ dalam elektroliser kecil dan disimpan di dalam tangki. Kemudian, misalnya, dapat menggerakkan sel bahan bakar di dalam rumah yang menghasilkan panas dan daya pada saat yang bersamaan. Dan pemilik mobil bertenaga hidrogen. akan, di masa depan, dapat mengisi bahan bakar kendaraan mereka di rumah. Kunci sebenarnya dari konsep ini adalah bahwa keseluruhan sistem dirancang untuk menjadi kecil, namun sangat efisien, “tegas Seidlitz. Dimulai dengan turbin angin. Para ahli konstruksi ringan telah menemukan baling-baling baru yang dapat bergerak bahkan dalam angin sepoi-sepoi. “Angin di sini di wilayah Lusatia jauh lebih lemah daripada di Jerman Utara,” jelas Marcello Ambrosio, insinyur mesin yang mengawasi proyek di Fraunhofer IAP. “Kami merancang bilah rotor agar sesuai dengan kondisi angin ini dan mengurangi dimensinya sekitar 30 persen dibandingkan dengan turbin angin kecil konvensional.” Fraunhofer IAP baru-baru ini mengakuisisi printer 3D industri yang mampu menghasilkan objek berukuran sekitar dua meter kali dua meter. Marcello Ambrosio dan rekan-rekannya baru saja menggunakan teknologi untuk membuat cetakan plastik untuk memproduksi rotornya dari angin lemah dari komposit serat. Mereka dibantu oleh EAB Gebäudetechnik Luckau, perusahaan yang juga mengkhususkan diri pada konstruksi ringan.

Rotor yang ringan dan lincah

Komposit yang diperkuat serat diproduksi dengan memasukkan strip serat secara tepat ke dalam cetakan dan kemudian mengerasnya menggunakan resin atau bahan sintetis alternatif untuk membentuk sebuah komponen. Strip sering ditempatkan dengan tangan. Di Fraunhofer IAP, pekerjaan ini dilakukan oleh mesin penempatan serat otomatis modern yang secara tepat memposisikan serat penguat dalam cetakan. Ambrosio: “Perbedaan antara sistem ini dan penempatan manual adalah terdapat lebih sedikit tumpang tindih, yang memungkinkan kami mengurangi dimensi secara signifikan.”

Meskipun dirancang untuk efisiensi yang lebih baik dalam angin yang lebih lemah, rotor juga tahan terhadap angin kencang. Bilah rotor dirancang untuk menghasilkan dan menekuk dalam badai dan berputar keluar dari angin. “Akibatnya, turbin memperlambat kecepatan rotasi dengan sendirinya dan menghindari kerusakan,” kata Holger Seidlitz. Hal ini pada gilirannya menghilangkan kebutuhan akan teknologi kontrol yang kompleks dan mekanisme yang rumit. Rotor akan diuji di tempat terbuka selama beberapa bulan ke depan. Mereka diharapkan menunjukkan penguasaan mereka atas turbin angin kecil konvensional.

Tangki dengan sensor keamanan internal

Proyek kedua juga melibatkan teknologi konstruksi ringan untuk menghasilkan tangki hidrogen. Tangki hidrogen konvensional untuk aplikasi industri terdiri dari dua bejana baja tahan tekanan. Namun, untuk digunakan di ribuan rumah pribadi, tangki ringan yang terbuat dari komposit serat karbon membutuhkan bahan yang jauh lebih sedikit, lebih mudah ditangani, dan menawarkan keuntungan khusus, terutama untuk aplikasi seluler. Semua yang dikatakan, mereka harus sangat aman. Karena hidrogen dapat membentuk campuran yang mudah meledak di hadapan oksigen atmosfer, ia tidak boleh dibiarkan lepas. Di sini juga, tim Lusatia mengusulkan solusi yang menarik. Tangki terbuat dari potongan serat karbon yang dililitkan ke badan silinder. Diresapi dengan resin sintetis, strip ini kemudian mengeras untuk membentuk tangki yang dapat menahan tekanan ratusan bar. Para ahli juga mengintegrasikan sensor ke dalam tangki untuk mendeteksi kebocoran. “Saat ini kami menggunakan printer 3D yang mampu memproses pewarna konduktif secara elektrik,” jelas Marcello Ambrosio. “Kami mengerjakan pewarna ini langsung ke komposit serat.” Para peneliti bahkan dapat mengintegrasikan komponen elektronik kecil ke dalam dinding tangki. Sistem peringatan dini ini adalah salah satu kriteria utama untuk penggunaan yang aman di pelanggan akhir di masa depan.

Holger Seidlitz menekankan, yang terpenting, kerja sama penelitian merupakan pendorong bagi kawasan. “Lusatia sangat dipengaruhi oleh transformasi struktural. Berasal dari wilayah ini, saya merasa penting untuk mengintegrasikan usaha kecil dan menengah ke dalam proyek penelitian kami untuk membangun rantai penciptaan nilai yang berkelanjutan.” Dengan turbin angin dan tangki, dia sekarang menggabungkan dua perkembangan di sini — energi terbarukan dan teknologi hidrogen — dan keduanya akan terbukti sangat penting di tahun-tahun mendatang.


Serat karbon yang dioptimalkan untuk bilah turbin angin dapat memberikan keuntungan biaya dan kinerja


Disediakan oleh Fraunhofer Society

Kutipan: Pembangkit listrik hidrogen untuk taman (2021, 3 Mei) diambil pada 3 Mei 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-05-hydrogen-power-garden.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.




Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data HK 2020