Konutlara Uygulanan Hidrojen Enerjisi Sisteminin Şekli

Konutlara uygulanan hidrojen enerji sistemleri şekilde görüldüğü gibi 5 adet üniteden meydana gelmektedir.

1. Yakıt pili

2. İnverter

3. Doğalgazdan hidrojen üreten hidrojen jeneratörü

4. Yakıt pilini açık havadaki oksijen ile besleyen hava üfleyicisi

5. Sıcak su üreten ısı radyatörü

Doğalgaz şebekesinden alınan gazdan hidrojen üretilerek yakıt piline gönderilir. Hava üfleyicisi açık havadaki oksijeni yakıt piline göndererek hidrojenle oksijenin yakıt pili içerisinde birleşmesini sağlar. Bunun donucunda ortaya elektrik, saf su ve ısı çıkar. Elektrik enerjisi konutun elektrik ihtiyacını karşıladığı gibi yakıt pilindeki ısı su ısıtmada yada konutun ısıtılmasında kullanılır. Bu sistemler ulusal şebeke sistemlerine paralel çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Aşırı yük çekimi durumunda enerji talebi şebekeden karşılanır. Sistemin en büyük avantajı ulusal şebekelerde meydana gelen dalgalanmalardan etkilenmemesidir. Genellikle 1 kW, 2 kW, 5 kW ve 10 kW'lık sistemler evler için dizayn edilmiştir.

Hidrojen Enerjisinin Konut İçinde Devirdaim Şeması

Yakıt pili sistemlerinin kojenerasyon sistemlerine dahil edilip birleştirilmesi ile bir bölgede cazibeli üretim teknolojisi ortaya çıkmaktadır. Binalarda yakıt pili kojenerasyon sistemlerinin tatbiki, bina düzenlemelerine uygun olarak, ekonomik yararlılığının değerlendirilmesi, bölgesel faydanın belirlenmesi gibi bir takım çalışma stratejilerinin seçimini zorunlu kılar.

Eğer başlangıç maliyetleri 1000-1500 $ aralığına kadar düşürülürse yakıt pili kojenerasyon sistemi ekonomik açıdan cazibeli bir hal alacaktır. Son maliyet projeksiyonları proton değişim membranlı yakıt pili teknolojisinde sağlanan gelişmeler sayesinde bu rakama kadar düşülebileceğini göstermektedir. PEM yakıt hücresinde yarım kilogramının maliyeti 10. 000 $'ı bulan platinyum yerine çok daha ucuz olan nano-nikel kullanılmaya ve üzerinde araştırmalar yapılmaya başlanılmıştır. Yakın gelecekte bunların satışa çıkmasıyla kojenerasyon sistemleri için de gerekli fiyat aralığına ulaşılacaktır.

Şebeke Bağımsız Evin Enerji İhtiyacı

Edirne ili içerisinde şebeke bağımsız bir konutun enerji ihtiyacı hesaplanırken, göz önüne alınan konut 2 katlı, 143 m² genişliğinde bir çiftlik evidir. Aşağıda, hesaplanan konutun şekli ve mimari projesi yer almaktadır.

2 Katlı Çiftlik Evi

2 Katlı Çiftlik Evi Mimari Projesi

Konut içerisinde kullanılan elektrikli aletler ve bunların güç tüketimleri aşağıda verilmiştir.

(Kullanım süreleri ortalama olarak alınmış olup günden güne değişim gösterebilir. )

Yukarıda verilen değerler bir evin günlük minimum enerji tüketim miktarlarıdır. Eve uygulanabilecek durumda olan kojenerasyon sistemi neticesinde, sistem için otomatik kontrol üniteleri, valfler, pompalar gibi ekstra elektriki yükler girecektir. Bu değerler de göz önüne alınarak sistemde 3, 72 kw ve 5, 1 kw'lık enerji tüketimi ayrı ayrı hesaplanmıştır. Tablolar ve grafikler minimum enerji tutarı olan 3, 72 kw'lık kısım gösterilecek olup, 5, 1 kw'lık enerji tüketimi sadece fiyat analizlerinde verilecektir.

Sistemde Kullanılacak Ekipmanların Fiyatları

Literatürde "standalone PV-hydrogen system" olarak geçen bu sistemde daha önce de ayrıntılı olarak bahsedildiği gibi Fotovoltaik paneller, yakıt hücresi, hidrojen yakıt tankı, akü grubu, elektrolizör ünitesi ve inverter(converter) kullanılmıştır. Bu ekipmanların fiyat aralıkları, fiyatların alındıkları yer ile birlikte aşağıda verilecektir.

PV Hücresi : 80 watt monokristal hücre:500 $ (Fore Enerji Sistemleri)

Yakıt Hücresi: 50 watt PEM hücre: 1700 $ (Enisolar Enerji Sistemleri)

Hidrojen Yakıt Tankı :5 kg : 1500 $ (Enisolar Enerji Sistemleri)

Solar Akü: 200 Ah 12 v jel akü : 300 $ (Fore Enerji Sistemleri)

Elektrolizör: 1 kw :1000 $ (Fore Enerji Sistemleri)

İnverter: 1 kw : 900 $ (Fore Enerji Sistemleri)

Bu alınan fiyatların hiçbirisine KDV dahil değildir. Ayrıca sistem için gerekli olan diğer ekipmanların fiyatları analiz yapılırken göz ardı edilmiştir. Bu ekipmanlar arasında otomatik kontrol ünitesi, çekvalfler, anahtarlama elemanları ve de tabi ki kablolama masrafları ile sistemin monte edileceği yerlerin(çelik koruma kılıfları vb) üretim masrafları bulunmaktadır. Bunun dışında sistem için yapılacak olan mühendislik tasarım ücretiyle, kurulum ücretleri yani işçilik fiyata yansıtılmamıştır. Tüm bu ücretler sistemin hesaplanan ücretlerine eklendiğinde fiyatta tahminen %50-60 oranında bir artış olacaktır.