Kas ir kurināmā elementu ģenerators?

Kurināmā elementu ģenerators ir ierīce, kas ģenerē elektrību, izmantojot elektroķīmiskas reakcijas, nevis degvielu. Lai gan tie bieži tiek saistīti ar tīra ūdeņraža tehnoloģijām, kurināmā elementu ģeneratori var izmantot dažādus degvielas avotus, tostarp tradicionālo fosilo kurināmo, piemēram, dabasgāzi. Kurināmā elementu ģenerators izmanto vairākas kurināmā šūnas, kas sagrupētas “kaudzē” kopā ar atbalsta komponentiem, lai ražotu elektroenerģiju ar vēlamo spriegumu un strāvu. Ģeneratori, kuros izmanto kurināmā elementu tehnoloģiju, ir ražoti dažādos izmēros, sākot no mazām pārnēsājamām vienībām līdz traktora-piekabes izmēra ģeneratoriem, kas spēj darbināt mazas pilsētas.

Jebkura kurināmā elementa ģeneratora pamatā ir kurināmā elementi, kas elektroenerģijas ražošanai izmanto elektroķīmiskas reakcijas, nevis degvielas sadedzināšanu. Tas padara kurināmā elementu tehnoloģiju daudz tīrāku nekā parastie ģeneratori, kas, aizdedzinot un sadedzinot degvielu, rada tādus blakusproduktus kā pelni, oglekļa dioksīds un smogu veidojoši piesārņotāji. Ir daudz veidu kurināmā elementu, un to konstrukcijā var izmantot ļoti dažādus materiālus, taču pamatprincips paliek nemainīgs: degvielas avots izraisa vairākas ķīmiskas reakcijas ar kurināmā elementa sastāvdaļām, lai ražotu elektronus. Lai gan tos bieži uzskata par sinonīmiem ūdeņraža enerģijai, kurināmā elementi var izmantot tradicionālo fosilo kurināmo, piemēram, dabasgāzi. Daudzos veidos var izmantot arī alternatīvu degvielu, piemēram, biogāzi vai metānu.

Viena degvielas šūna pati par sevi nevar radīt pietiekami daudz elektroenerģijas, lai tā būtu noderīga lielākajā daļā lietojumu, tāpēc tās bieži tiek grupētas tā dēvētajā kurināmā elementu kaudze. Atsevišķu elementu skaits kaudzē ir atkarīgs no paredzētā sistēmas lietojuma, un lielam kurināmā elementu ģeneratoram var būt vairākas kaudzītes. Papildus skurstenim vai skursteņiem ģeneratorā ir arī citas sastāvdaļas, piemēram, izolācija, degvielas uzglabāšanas tvertnes un ierīces, ko izmanto ūdeņraža iegūšanai no dažādiem degvielas avotiem. Ja ģeneratoru izmanto elektrotīkla papildināšanai vai nomaiņai, ir jāizmanto invertors, lai kurināmā elementu radīto līdzstrāvu (DC) pārvērstu maiņstrāvā (AC), ko izmanto tīklā un sadzīves tehnikā.

Tā kā kurināmā elementu skaits kaudzē var atšķirties, kurināmā elementu ģeneratoram var būt plašs izmēru diapazons. Daži ļoti mazi izstrādājumi ir paredzēti plaša patēriņa elektronikas ierīču, piemēram, mobilo tālruņu un piezīmjdatoru, uzlādēšanai. Dzīvojamo māju kurināmā elementu ģeneratori, kas parasti ražo no 1 līdz 5 kilovatiem, bieži tiek izmantoti koģenerācijas sistēmā, ko sauc par koģenerācijas sistēmu, lai nodrošinātu māju gan ar elektrību, gan siltumu. Komunālie uzņēmumi var izmantot lielākas traktora piekabes izmēra vienības, lai liela pieprasījuma periodos pievienotu papildu jaudu elektrotīklam. Mobilās vienības ir ražotas, lai darbinātu automašīnas, autobusus, zemūdenes un pat kosmosa kuģus.