я

7 >» м 7 Автоном- 11 000 _

ное энер-

госнабже-

ние

! »» >» 7 Слежение 7500 за нагрузкой

в сетях

Р;11«]

900 марок

[П8] [42; 66]

45-55*

[7; 121; 122, ?с. 1595]

315-350 26003000 долл. (по курсу 1984 г.) 2500324

300

[95, с. 1129; 97, 3000 долл. (по с. 55; 125; 128] курсу 1983 г.) 2500-3000 долл. (по курсу 1983 г.)

1500- [55, с. 260; 95,

2000 долл. с. 1163; 125] (по курсу 1985 г.)

"ЭХГ; "02 + Н2; "батареи ТЭ; **Н2; "суммарный КПД; *6проект.

баках, имеющих специальную теплоизоляцию. Для подогрева реагентов при их подаче в ЭХГ использовалось тепло, выделяемое в ЭХГ. Удельная энергия ЭЭУ, включающей ЭХГ, системы хранения и подачи реагентов и терморегулирования, составляла 880 Вт • ч/кг. Гарантированный ресурс был 500 ч, а реальный ресурс достигал 2000 ч; КПД ЭЭУ, рассчитанный на тепло-' вой эффект горения водорода, составлял 60-55%. За 13 полетов! ЭЭУ проработала более 6500 ч и генерировала 4400 кВт ? ч энер-| гии и 1,7 т воды. 112

В космических кораблях "Спейс Шаттл" используются ЭЭУ на основе ТЭ с щелочным электролитом [118]. Схема ЭЭУ включает в себя три ЭХГ мощностью 2-7 кВт каждый и напряжением 32,5-17,5 В, пиковая мощность ЭХГ была 12 кВт (2 мин) (табл. 2.11, поз. 2). В качестве ТЭ служили элементы с матричным щелочным электролитом (см. табл. 2.5, поз. 5), работающие-пРи температуре 90-1000°С. Удельная мощность была увеличена до 64 Вт/кг, т.е. примерно в 4,5 раза по сравнению с ЭХГ для к°рабля "Аполлон".

113

Отвод тепла от ЭХГ осуществляется фторорганическц теплоносителем. Вода отводится водородом, конденсирует^ сепарируется от газа и подается в систему жизнеобеспечещ^ космонавтов. Кислород и водород хранятся в криогенном (-183"С для 02 и - 253°С для Н2), в баках диаметром 1-1,2 м-, Мвс" сой 313 кг. Ресурс ЭЭУ увеличен до 5000 ч (с обслуживание^)

В Европе разрабатывается ЭЭУ на основе ТЭ с щелочньц, электролитом для космического корабля "Гермес" [175, с. 41]iB СССР разработан для корабля "Буран".

Немецкая фирма "Сименс" разработала и испытала демону, рационный образец ЭЭУ на основе ТЭ с электродами на основе скелетных катализаторов [42, 66]. Параметры ЭЭУ приведены в табл. 2.11 (поз. 3).

В ряде стран проводится работа по созданию ЭЭУ дЛя электромобилей. Фирмы "Юнион Карбайт" и "Дженерал Моторс" (США) разработали ЭЭУ для электромобиля на основе ТЭ с композиционными угольными электродами [7]. Номинальная мощность ЭЭУ 32 кВт, максимальная - 96 кВт, напряжение 460-220 В. Отвод воды и тепла обеспечивался циркуляцией водорода и раствора электролита. ЭХГ имел массу 610 кг, объем 0,5 м3. Водород и кислород хранились в криогенном виде. Общая масса ЭЭУ при запасе реагентов на 160-240 км пути составляла 1480 кг, удельная мощность - 18 - 62 Вт/кг, расход водорода - 45 - 55 г/(кВт • ч).

Сравнение технико-экономических показателей электромобилей и автомобилей будет приведено в гл. 4.

2.8.3.53У и ЭЭС на основе ТЭ с фосфорнокислым электролитом (ТЭФКЭ). Для обеспечения электроэнергией и теплом отдельных зданий или небольших предприятий были разработаны ЭЭУ на основе среднетемпературных ТЭФКЭ. Первоначально, по заданию газовых корпораций в США были разработаны ЭЭУ мощностью 12,5 кВт [7; 94].

Энергоустановка состояла из трех блоков: подготовки топлива, ЭХГ и инвертора. Природный газ после десульфуризаиии подвергался конверсии на никелевом катализаторе (2.37) Образующийся оксид углерода по реакции сдвига (2.36) превр* щался в С02. Смесь водорода, диоксида углерода, водяного других газов поступала в ЭХГ. Батарея ЭХГ состояла из 200 последовательно соединенных элементов с площадью повер*' ности 0,093 м3 каждый. Инвертор преобразовывал постоянный ч* в переменный с напряжением 240 В и частотой 60 Гц. Удельна*

114

щность ЭЭУ составляла 28.5 кВт/м3, ресурс порядка 10000 ч, ?ПД- 28-30%.

более 65 ЭЭУ прошли испытания в США, Канаде, Японии, в ходе которых были в основном подтверждены планируемые параметры.

да базе этой установки фирма ЮТК (США) разработала более совершенную ЭЭУ электрической мощностью 40 кВт [121; 122, с 1595-1606]. Схема установки приведена на рис. 2.16. Топливо после удаления соединений серы'поступает совместно с паром в конвертор, нагреваемый за счет тепла дожигателя 7, затем поступает в шифт-реактор 8 (реактор конверсии СО), наконец, в ТЭ. Степень окисления водорода на аноде ТЭ составляет примерно 80%. Непрореагировавший водород затем дожигается в дожигателе 7. Продукты реакции из него и из воздушного электрода ТЭ поступают в теплообменник 9, в котором нагревается вода для внешнего потребления. Вода 15 подается на охлаждение ТЭ, затем в теплообменник 14 и насос-сепаратор 16, откуда пар поступает в конвертор топлива, а вода - на охлаждение ТЭ. Постоянный ток с помощью инвертора 12 преобразуется в переменный трехфазный ток. Параметры энергоустановки: мощность номинальная 40 кВт, пиковая 56 кВт (секунды), напряжение 120-128 В, частота 60 Гц, занимаемая площадь 4,2 м2, вместимость 8,1 м3, масса 3,63 т. Установка обеспечив