Комплексне використання електролізу та протонообмінних паливних елементів для балансування пікових навантажень в електромережах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorОльховик, Ілля Володимирович
dc.contributor.authorКотолуп, Сергій Вікторович
dc.date.accessioned2026-03-19T13:30:29Z
dc.date.available2026-03-19T13:30:29Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractУ роботі розглянуто можливість використання електролізу води у поєднанні з протонообмінними водневими паливними елементами (PEMFC) для балансування енергомереж України. Сучасні енергетичні системи стикаються з проблемою значних добових коливань у споживанні електроенергії, що змушує генеруючі потужності, зокрема ТЕС і АЕС, працювати у неекономічному режимі. Відсутність ефективного та масштабованого методу збереження електроенергії ускладнює підтримання стабільної роботи мережі. У роботі розглянута можливість перетворювати надлишкову електроенергію, що генерується у нічні години або в періоди низького попиту, у хімічну енергію водню шляхом електролізу води. У подальшому цей водень може бути використаний у паливних елементах для генерації електроенергії під час пікових навантажень. Таке рішення сприяє зниженню навантаження на основну генерацію, зменшенню викидів CO₂ та подовженню строку служби обладнання. Досліджено, що ефективність електролізу підвищується з ростом температури, що робить доцільним використання надлишкового тепла ТЕС або АЕС для підвищення ККД процесу. Розглянуто базові хімічні реакції, що відбуваються у паливному елементі, наведено графіки добового енергоспоживання для різних країн і доведено актуальність проблеми для глобального енергетичного сектору. Таким чином, запропонований підхід є перспективним як з технічної, так і з екологічної точки зору, з потенціалом для впровадження в промислових масштабах.
dc.description.abstractotherThis paper explores the possibility of using water electrolysis in combination with proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) to balance Ukraine’s power grid. Modern energy systems face significant daily fluctuations in electricity consumption, which forces generating capacities—particularly thermal and nuclear power plants— to operate in inefficient modes. The lack of an effective and scalable method for storing electrical energy complicates the stable operation of the grid. The study considers the conversion of excess electricity, generated during nighttime or periods of low demand, into chemical energy in the form of hydrogen via water electrolysis. This hydrogen can then be used in fuel cells to generate electricity during peak load periods. This approach helps reduce the load on primary generation sources, lowers CO₂ emissions, and extends the operational life of power equipment. It has been found that the efficiency of electrolysis increases with temperature, making it reasonable to use surplus heat from thermal or nuclear power plants to improve the overall efficiency of the process. The study also examines the fundamental chemical reactions that occur in a fuel cell, presents daily electricity consumption graphs for various countries, and demonstrates the relevance of the problem to the global energy sector. Thus, the proposed approach is promising both from a technical and environmental standpoint, with the potential for industrial-scale implementation.
dc.format.extent56 с.
dc.identifier.citationКотолуп, С. В. Комплексне використання електролізу та протонообмінних паливних елементів для балансування пікових навантажень в електромережах : дипломна робота ... бакалавра : Е6 Прикладна фізика та наноматеріали / Котолуп Сергій Вікторович. – Київ, 2025. – 56 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/79636
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectводнева енергетика
dc.subjectелектроліз
dc.subjectпаливний елемент PEMFC
dc.subjectбалансування енергомережі
dc.subjectнакопичення енергії
dc.titleКомплексне використання електролізу та протонообмінних паливних елементів для балансування пікових навантажень в електромережах
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kotolup_bakalavr.pdf
Розмір:
2.41 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (ПФ)
Бакалаврські роботи