W kwietniu Delphi zakoÅ„czyÅ‚a testy pierwszego etapu programu, a w maju zatwierdziÅ‚ je Departament Energetyki USA. Etap zakÅ‚adaÅ‚ osiÄ…gniÄ™cie czterech kluczowych celów w zakresie wydajnoÅ›ci oraz kosztów i – jak stwierdziÅ‚ Departament – ogniwo SOFC opracowane przez Delphi wszystkie je osiÄ…gnęło.
- Moc szczytowa – Demonstracyjny system Delphi wytwarzaÅ‚ moc szczytowÄ… 4,24 kW na zasilaniu metanem (podstawowym skÅ‚adnikiem gazu ziemnego), osiÄ…gajÄ…c zaÅ‚ożony cel mocy szczytowej w przedziale 3 – 10 kW.
- Sprawność szczytowa – System Delphi wykazaÅ‚ sprawność szczytowÄ… 37%, przekraczajÄ…c wartość 35% zaÅ‚ożonÄ… jako konieczna do osiÄ…gniÄ™cia w I etapie programu SECA.
- Spadek mocy – Demonstracyjny system Delphi speÅ‚niÅ‚ wymaganie w zakresie trwaÅ‚oÅ›ci, gdyż spadek mocy wyniósÅ‚ dla niego zaledwie 7 procent po 1500 godzinach pracy.
- Koszty wytwarzania – Ze swoim szacownym kosztem 770 USD na kW system Delphi również speÅ‚niÅ‚ zaÅ‚ożone wymagania maksimum 800 USD na kW Å‚Ä…cznej mocy urzÄ…dzenia przy masowej produkcji.
"ZespóÅ‚ Delphi zdaÅ‚ ważny test" - mówi Surdoval. OsiÄ…gajÄ…c cele zaÅ‚ożone dla I etapu programu SECA Delphi dostarczyÅ‚a PaÅ„stwowemu Laboratorium Technologii Energetycznych (National Energy Technologies Laboratory) Departamentu Energetyki w peÅ‚ni dziaÅ‚ajÄ…cy system demonstracyjny o zwartej konstrukcji, speÅ‚niajÄ…cy wymagania przestrzenne narzucane przez liczne zastosowania ruchome i stacjonarne. WiodÄ…ce osiÄ…gniÄ™cia na poziomie systemu znacznie uÅ‚atwiÄ… zespoÅ‚owi Delphi wprowadzenie na rynek w 2011 roku moduÅ‚owego systemu zasilania na ogniwach SOFC, mogÄ…cego znaleźć szerokie zastosowania.
W ramach programu SECA Delphi - wraz z naukowo-technologicznÄ… firmÄ… Battelle i jej póÅ‚nocno-zachodnim oddziaÅ‚em Pacific Northwest Division, jak również z samym Departamentem Energetyki - prowadziÅ‚a intensywne prace nad zmniejszeniem kosztu systemu, jego masy i objÄ™toÅ›ci, z jednoczesnym zwiÄ™kszeniem sprawnoÅ›ci i trwaÅ‚oÅ›ci.
W opinii Departamentu Energetyki USA ogniwa paliwowe ze staÅ‚ym utleniaczem (SOFC) stanowiÄ… jednÄ… z najbardziej obiecujÄ…cych dróg rozwoju w dziedzinie urzÄ…dzeÅ„ do sprawnego i czystego wytwarzania energii elektrycznej, przeznaczonych do licznych zastosowaÅ„ mobilnych i stacjonarnych. RozpoczÄ™ty w 2001 roku i koordynowany przez DOE program SECA obliczono na 10 lat i podzielono na trzy etapy. Jego ostatecznym celem jest opracowanie technologii ogniw paliwowych SOFC, których masowe zastosowanie pozwoliÅ‚oby zmniejszyć uzależnienie USA od importowanej ropy i zÅ‚agodzić obciążenie Å›rodowiska naturalnego. Cele nakreÅ›lone dla I etapu programu wymagaÅ‚y od najlepszych w branży zespoÅ‚ów badawczo-rozwojowych dokonania znaczÄ…cego postÄ™pu w zakresie redukcji kosztów oraz zwiÄ™kszenia sprawnoÅ›ci i trwaÅ‚oÅ›ci ogniw.
GÅ‚ówny problem stanowi technologia, trudna do opracowania ze wzglÄ™du na fakt, że bazuje na zupeÅ‚nie nowej klasie wielowarstwowych materiaÅ‚ów ceramicznych. Ponadto bateria ogniw paliwowych SOFC musi charakteryzować siÄ™ dużą mocÄ… i maÅ‚ymi wymiarami umożliwiajÄ…cymi praktyczne zastosowanie, trwaÅ‚oÅ›ciÄ… zapewniajÄ…cÄ… wiele lat bezawaryjnej pracy oraz opÅ‚acalnoÅ›ciÄ… zarówno dla producenta, jak i nabywcy.
"JesteÅ›my dumni z postÄ™pu, jaki osiÄ…gnÄ™liÅ›my przez ostatnie siedem lat w trakcie opracowywania tej technologii. Pragniemy utrzymać wiodÄ…cÄ… pozycjÄ™ i naszÄ… innowacyjnÄ… technologiÄ™ SOFC wprowadzić na Å›wiatowe rynki" - mówi Guy Hachey, prezes Delphi Powertrain Systems. "Stajemy przed doskonaÅ‚Ä… szansÄ… zbudowania czystszego i wydajniejszego źródÅ‚a energii elektrycznej nie tylko do pojazdów, ale i zastosowaÅ„ stacjonarnych."
"Delphi i Departament Energetyki USA bÄ™dÄ… kontynuować wspóÅ‚pracÄ™ w ramach programu SECA" – mówi Mary Gustanski, dyrektor ds. technologicznych w Delphi Powertrain Systems. "Drugi etap realizacji programu rozpoczniemy wspólnie z DOE" – dodaje Gustanski.
BÄ™dzie to trzyletni kontrakt miÄ™dzy Delphi a DOE, z podziaÅ‚em kosztów, a jego cele to zmniejszenie kosztów produkcji systemów SOFC do poziomu poniżej 600 USD za kW, zwiÄ™kszenie sprawnoÅ›ci o co najmniej 40 procent i dalsze zwiÄ™kszenie gÄ™stoÅ›ci mocy. ZespóÅ‚ Delphi bÄ™dzie także pracowaÅ‚ nad zwiÄ™kszeniem trwaÅ‚oÅ›ci, szczególnie w aspekcie odpornoÅ›ci na cykle temperaturowe.
GÅ‚ównym i ostatecznym celem trzeciego, ostatniego etapu programu SECA jest uzyskanie systemu zasilania pracujÄ…cego na ogniwach SOFC o sprawnoÅ›ci nie mniejszej niż 40 procent i kosztach wytwarzania maksimum 400 USD/kW. Takie parametry otworzÄ… drogÄ™ do mobilnych i stacjonarnych zastosowaÅ„ tej ultraczystej technologii generacji energii elektrycznej – od niewielkich urzÄ…dzeÅ„ zasilania pomocniczego o kilowatowych mocach do samochodów ciężarowych i budynków mieszkalnych do dużych, przemysÅ‚owych i komunalnych generatorów SOFC o mocach rzÄ™du megawatów.
"OsiÄ…gniÄ™cie celów aliansu SECA ma duże znaczenie dla USA w aspekcie ekonomicznym, Å›rodowiskowym oraz w aspekcie bezpieczeÅ„stwa energetycznego" - mówi Surdoval z Departamentu Energetyki USA. UrzÄ…dzenia i systemy na wielopaliwowych ogniwach SOFC Delphi bÄ™dÄ… nie tylko czystymi i wydajnymi źródÅ‚ami energii elektrycznej dla wszystkich pojazdów – od najmniejszych do najwiÄ™kszych, ale ich moduÅ‚owa budowa pozwoli też wykorzystać efekt skali w produkcji wiÄ™kszych, stacjonarnych generatorów energii elektrycznej o praktycznie zerowych emisjach atmosferycznych, co jest gÅ‚ównym celem inicjatywy FutureGen.
Delphi pracuje nad urzÄ…dzeniami SOFC od roku 1999. Po zademonstrowaniu w 2001 roku generatora SOFC pierwszej generacji, Delphi w ramach programu SECA nawiÄ…zaÅ‚a wspóÅ‚pracÄ™ z Battelle, ukierunkowanÄ… na ulepszenie technologii samych ogniw oraz technologii ich Å‚Ä…czenia w stosy, podczas gdy sama nadal pracowaÅ‚a nad integracjÄ… systemu, technologiÄ… montażu, wymiennikami ciepÅ‚a, reaktorem do reformowania paliwa, ukÅ‚adami kondycjonowania energii, elektronikÄ… sterujÄ…cÄ… oraz technologiÄ… innych podzespoÅ‚ów.
W porównaniu z systemem pierwszej generacji z 2001 roku prowadzony przez Delphi zespóÅ‚ zmniejszyÅ‚ objÄ™tość i masÄ™ urzÄ…dzenia o 75 procent. Już pod koniec 2004 roku zespóÅ‚ Delphi mógÅ‚ zademonstrować Departamentowi Energetyki USA testowe egzemplarze ogniw o gÄ™stoÅ›ci mocy wiÄ™kszej niż zakÅ‚adana jako cel programu SECA do osiÄ…gniÄ™cia w 2011 roku.
"Najnowsze próby ponownie wykazaÅ‚y ponadprzeciÄ™tnÄ… wartość gÄ™stoÅ›ci mocy ogniw, lecz tym razem w caÅ‚ych, kompletnych stosach, zmontowanych i pracujÄ…cych w niewielkich obudowach o wymiarach Å›redniej walizki (2,3 stopy szeÅ›ciennej/65 litrów)" - mówi Mary Gustanski.
Poza niewielkimi wymiarami ogniwa SOFC majÄ… jeszcze innÄ… ważnÄ… zaletÄ™ – wysokÄ… sprawność przetwarzania paliwa na energiÄ™ elektrycznÄ…, szczególnie gdy istnieje możliwość wykorzystania produktu ubocznego o wysokiej temperaturze na równi z energiÄ… elektrycznÄ…, z dużą wydajnoÅ›ciÄ… produkowanÄ… przez ogniwo. Ogniwa SOFC można na przykÅ‚ad sprzÄ…c z turbinami napÄ™dzanymi wytwarzanym przez nie produktem ubocznym – wtedy potencjalnie można wytwarzać energiÄ™ ze sprawnoÅ›ciÄ… cieplnÄ… od 55 do 80 procent (w zależnoÅ›ci od wielkoÅ›ci urzÄ…dzenia i zastosowanego paliwa). Jest to sprawność o wiele wyższa niż wspóÅ‚czesnych typowych elektrowni opalanych wÄ™glem kamiennym, osiÄ…gajÄ…cych sprawność cieplnÄ… 35 do 40 procent. Poprzez kogeneracjÄ™ energii wytwarzanej na miejscu – w zakÅ‚adach przemysÅ‚owych, firmach handlowych czy nawet budynkach mieszkalnych – wykorzystanie wysokiej jakoÅ›ci energii cieplnej w skojarzeniu z ogniwami paliwowymi SOFC pozwala uzyskać sprawność CHP (skojarzonej energii elektrycznej i cieplnej) na poziomie nawet 90%. Podobnie w wielkich samochodach ciężarowych, stosujÄ…c pomocnicze generatory SOFC jako źródÅ‚a energii elektrycznej i cieplnej w czasie postoju pojazdu można zaoszczÄ™dzić 85 procent paliwa, które obecnie spalajÄ… silniki tych pojazdów pracujÄ…ce na biegu jaÅ‚owym w czasie postoju, i w podobnym stopniu zredukować emisjÄ™ szkodliwych substancji do atmosfery.
Obecnie w skali caÅ‚ego kraju, silniki amerykaÅ„skich ciężarówek dÅ‚ugo pracujÄ…ce na biegu jaÅ‚owym spalajÄ… rocznie okoÅ‚o miliarda galonów paliwa – a to już stanowi znaczny potencjaÅ‚ oszczÄ™dnoÅ›ci paliw i zmniejszenia emisji atmosferycznych.
O ile niewielkie rozmiary i sprawność majÄ… duże znaczenie dla wielu potencjalnych zastosowaÅ„, być może najważniejszÄ… podstawowÄ… zaletÄ… ogniw SOFC jest – wynikajÄ…ca wprost z zasady ich dziaÅ‚ania - możliwość zasilania paliwami różnego rodzaju. Po wprowadzeniu relatywnie niewielkich zmian generatory SOFC może zasilać każde paliwo konwencjonalne i alternatywne – gaz ziemny, konwencjonalne paliwa ropopochodne (jak benzyna niskosiarkowa, olej napÄ™dowy i propan), wysokosiarkowe paliwa wojskowe (w rodzaju JP-8 i paliwa do silników odrzutowych), paliwa odnawialne z biomasy charakteryzujÄ…ce siÄ™ niskÄ… emisjÄ… CO2 (etanol, metanol i bio – olej napÄ™dowy), syntetyczne paliwa pÅ‚ynne produkowane z wÄ™gla i gazu ziemnego oraz paliwa inne niż wÄ™glowodorowe – np. wodór i amoniak.

ŹródÅ‚o: mojeauto.pl