Projekta H2-Compression aktualitātes

Ventspils Augskolas IZI “Ventspils Starptautiskais radioastronomijas centrs” īstenojis Eiropas Reģionālā attīstības fonda finansētu pētījuma projektu “H2-Compression”

2023. gada 7. novembrī Ventspils Augstskolā IZI VSRC norisinājās projekta "Ūdeņraža hidrauliskās kompresijas tehnoloģijas izstrāde ūdeņraža degvielas uzpildes stacijām (H2-Compression)" noslēdzošais zinātniskais seminārs.

2023. gada 7. novembrī Ventspils Augstskolas IZI VSRC organizē zinātnisko semināru projekta "Ūdeņraža hidrauliskās kompresijas tehnoloģijas izstrāde ūdeņraža degvielas uzpildes stacijām (H2-Compression)" ietvaros.

Balstoties uz projekta 1.1. aktivitātes (ūdeņraža saspiešanas procesa teorētiskie pētījumi un modelēšana, izmantojot šķidrumu kā darba ķermeni) rezultātiem notiek kompresijas temperatūras izmaiņu ietekmes izpēte uz konstrukcijas veiktspēju. Turpinās darbs pie saspiešanas procesa ciklogrammas izstrādes ūdeņraža kompresijas sistēmai un tās vizualizācijas, kā arī darbs pie kompresijas iekārtas vadības algoritmu izstrādes un vadības procesu vizualizācijai. Turpinās literatūras apkopojums par plūsmas mērītāju kalibrēšanu un notiek darbi pie kalibrēšanas shēmas izveides eksperimentālajiem pētījumiem laboratorijā. Projekta zinātniskā grupa kopā ar studentiem turpina darbu pie fizikālās modelēšanas eksperimentiem programmatūrā COMSOL un SolidWork. Projekta ietvarā saistībā ar pētniecisko tēmu un kosultējoties ar projekta zinātnisko grupu 2023. gadā jūnijā pieci Ventspils Augstskolas studenti veiksmīgi aizstāvēja savas bakalaura un maģistra darbus: 1. VeA ITF Maģistra studiju programmas „Datorzinātnes” 2. kursa studente Krystsina Korzun aizstāvēja maģistra darbu “Ūdeņraža hidrauliskās saspiešanas procesu skaitliskā modelēšana”, darba zinātniskais vadītājs Vladislavs Bezrukovs, konsultants Marina Konuhova. 2. VeA ITF Bakalaura studiju programmas “Datorzinātnes” 3. kursa studente Šarlote Žukovska, aizstāvēja bakalaura darbu “Ūdeņraža hidrauliskās saspiešanas iekārtas vadības algoritmu optimizācijas pētījumi”, darba zinātniskais vadītājs Vladislavs Bezrukovs. 3. VeA ITF Profesionālās maģistra studiju programmas „Elektronika” 2. kursa students Jānis Kadakovskis aizstāvēja maģistra darbu “Šķidruma tipa kompresora vadības sistēmas prototipa izstrāde”, zinātniskais vadītājs Dr. sc. ing. Aigars Krauze, konsultants Vladislavs Bezrukovs. 4. VeA ITF Bakalaura studiju programmas “Datorzinātnes” 3. kursa students Daniels Fišers, aizstāvēja bakalaura darbu “Ūdeņraža hidrauliskās saspiešanas iekārtas vadības sistēmas prototipa izveide”, darba zinātniskais vadītājs Vladislavs Bezrukovs, konsultants VeA VSRC inženieris Artūrs Orbidans. 5. VeA ITF Bakalaura studiju programmas “Datorzinātnes” 3. kursa students Arturs Buiķis, aizstāvēja bakalaura darbu “Programmatūras izstrāde ūdeņraža hidrauliskas saspiešanas ierīces darba procesu modelēšanai”, darba zinātniskais vadītājs Vladislavs Bezrukovs. Projekta sdarbības partneru Fizikālās enerģētikas institūts zinātniskā pētnieku grupa turpina pētīt turbīnas plūsmas mērītāju, kā ūdeņraža saspiešanas sistēmas sastāvdaļu. Notiek materiālu parametru analīze, kurus piemēro detaļām (komponentēm) ilgstošā kontaktā ar ūdeņradi. Publicēts zinātniskais raksts: Orlova S., Mezeckis N., Vasudev V.P.K. Compression of hydrogen gas for energy storage: a review// Latv. J. Phys. Tech. Sci. - Nr.2 (2023), pp. 4-16. DOI: https://doi.org/10.2478/lpts-2023-0007 . Otrs zinātniskais raksts uz esošo brīdi pieņemts publikācijai: V. Bezrukovs, Vl. Bezrukovs, M. Konuhova, D. Bezrukovs, I. Kaldre, A. Berzins. “R&D of a hydraulic hydrogen compression system for refuelling stations. // Latv. J. Phys. Tech. Sci. - Nr.4 (2023), būs publicēts Latv. J. Phys. Tech. Sci. - Nr.4 (2023) Sadarbības partbera Ventspils Augstskolas attīstības fonds projekta zinātniskās grupas dalībnieks Vladislavs Bezrukovs piedalījās starptautiskajā konferencē 11. European Conference on Renewable Energy Systems (ECRES 2023), kas notika 2023. gada 18 - 20 maijā Latvijas Universitātes telpās. Pēc konferences iznācis konferences krājums ar rakstu: V. Bezrukovs, Vl. Bezrukovs, M. Konuhova, D. Bezrukovs, I. Kaldre. "Study of thermodynamic processes of hydraulic compression of hydrogen by numerical simulation”. Proceedings of 11. European Conference on Renewable Energy Systems (ECRES 2023). pp. 213 -219. https://ecres.net/proceedings2023.pdf

Aktīvs darbs un progress projekta “Ūdeņraža hidrauliskās kompresijas tehnoloģijas izstrāde ūdeņraža degvielas uzpildes stacijām (H2-Compression)” id. nr. 1.1.1.1/20/A/185 ietvaros - pabeigts darbs pie patentēšanas dokumentācijas sagatavošanas, iesniegti divi patenta pieteikumi Latvijas Patentu valdei un viens pieteikums Starptautiskai patentu ekspertīzei pēc PCT procedūras. Lai sekmētu projekta “Ūdeņraža hidrauliskās kompresijas tehnoloģijas izstrāde ūdeņraža degvielas uzpildes stacijām (H2-Compression)” id. nr. 1.1.1.1/20/A/185 ietvaros iegūtās izstrādēs un veicinātu turpmāko rezultātu komerciālu izmantošanu, Ventspils Augstskola ir pieteikusi divus Latvijas patentus ar mērķi nostiprināt izstrādāto tehnisko risinājumu novitāti un atrastu uzņēmumus, kuri ir ieinteresēti šādu patentu komercializēšanā. Izgudrojumi attiecas uz hidrauliskām pārvietošanās mašīnām, kurās šķidrums un gāzveida vide vienlaikus tiek ievadīta darba kamerā un tiek izmantota ūdeņraža hidrauliskajai saspiešanai. Piedāvātā ierīce ir paredzēta izmantošanai kā pastiprinātāja kompresors degvielas uzpildes stacijas sistēmā. Šī izgudrojuma mērķis ir paaugstināt zemspiediena ūdeņraža hidrauliskās kompresijas iekārtas efektivitāti, kas iegūta elektrolizatora ierobežotas produktivitātes apstākļos, izmantojot atjaunojamos enerģijas avotus un paplašināt iekārtas funkcionālās iespējas, kā arī samazināt gāzes temperatūru saspiešanas cilindra iekštelpā.  Patentēšanai pieteiktus dokumentus var apskatīt arī šeit: saite . Bezrukovs V., Bezrukovs Vl., Bezrukovs D., Konuhova M., Berzins A. (2022): Ūdeņraža hidrauliskās kompresijas ierīce. LVP2022000071 no 31.08.2022. Bezrukovs V., Bezrukovs Vl., Bezrukovs D., Konuhova M., Berzins A. (2022): Cilindrs ūdeņraža hidrauliskai saspiešanai ar ierobežotu putu veidošanos darba šķidrumā LVP2022000090, 21.11.2022. Bezrukovs V., Bezrukovs Vl., Bezrukovs D., Konuhova M., Berzins A. (2022): Hydrogen hydraulic compression device. PCT/IB2022/058904, 21.09.2022. Izstrādātus jaunus tehniskus risinājumus pārbauda ar skaitliskās simulācijas pētījumiem, lai izpētītu termodinamiskos procesus, kas notiek ūdeņraža hidrauliskās saspiešanas laikā. Simulācijas tika veiktas, ar CFD programmatūru un specializētiem siltuma pārneses moduļiem. Balstoties uz rezultātiem, kas iegūti, modelējot ūdeņraža saspiešanas procesu (dažādos sākotnējos temperatūras, spiediena, saspiešanas laika u. c. apstākļos), sagatavoti materiāli publicēšanai zinātniskajos žurnālos un starptautiskās konferencēs. 22. martā 2023. gadā Rīgā notika kārtēja Latvijas Ūdeņraža Alianses klātienes tikšanas. Tikšanas laikā tika apspriesti: alianses fokusa grupu darbības, jautājumi par Latvijas valsts ūdeņraža stratēģijas izstrādi, par ūdeņraža pieprasījumu Latvijas ekonomikas nozarēs, par ūdeņraža izmantošanu sintētisko degvielu ražošanai un citi. Notika dažādas diskusijas par aktualitātēm, kā arī Projekta komandā prezentēja savus panākumus. Prezentācija pieējama šeit . Bildes no Latvijas Ūdeņraža Alianses 3. sanāksmes, kas notika 2023.gada 22. martā AS “Latvenergo” telpās.

2022. gadā. 29. novembrī starp Latvijas Ekonomikas ministriju un Latvijas Ūdeņraža aliansi tika parakstīts sadarbības memorands par ūdeņraža tehnoloģiju attīstību. Pamatojoties uz nestabilo situāciju enerģētikas jomā ne vien Eiropā, bet visā pasaulē, memorands ietver ūdeņraža tehnoloģiju attīstības konsorcija izveidi, arvien skaidrāk paredzot nākotni ūdeņradim kā alternatīvam enerģijas avotam, kas spētu risināt šobrīd vairāk kā jebkad aktuālās enerģētikas problēmas. Memoranda mērķis ir veicināt spēcīgu un vienotu ūdeņraža ekosistēmas un attiecīgo tehnoloģiju attīstību, kā arī paātrināt ūdeņraža inovāciju, infrastruktūras, ražošanas un pielietojuma ieviešanu un kapacitāti Latvijā, sniedzot iespēju ūdeņraža nozarei attīstīties, atbilstoši Eiropas Savienības noteiktajiem mērķiem, radot gan pienesumu Latvijas ekonomikai, gan veicinot klimata mērķu sasniegšanu. Ar memoranda noslēgšanu Latvijā tika izveidota Latvijas Ūdeņraža alianse, kas apvieno nozares spēlētājus un saistītās puses vienā platformā informācijas apmaiņai, komunikācijai, projektu un sadarbību veidošanai gan vietējā, gan starptautiskā līmenī. Latvijas Ūdeņraža alianses 1. tikšanās piedalījās pārstāvji no 25 organizācijām: H2Latvia SIA, Latvenergo AS, LIAA, Vēja Enerģijas Asociācija, EcoBus SIA, Lidosta Rīga, Rīgas Brīvosta, RTU, Liepājas Universitāte, H2energy, LU CFI, Latvijas Aviācijas Asociācija, H2LV, LEEA, GREEN TECH CLUSTER, Electrify, ZAAO u.c., tajā skaitā Ventspils Augstskolas un Ventspils augstskolas attīstības Fonda. Tikšanas laikā tika pārrunāti sekojošie punkti: darbības prioritātes, alianses sadarbības formāts, tika pieņemts lēmums par fokusa grupu izveidošanu (konkrētu uzdevumu risināšanai), alianses dalībnieki palīdz viens otram iesaistīties projektos un veidot konsorcijus lokāliem, reģionāliem un starptautiskajiem uzsaukumiem, alianses kartēšana ar mērķi ekosistēmu formēšanai u.c. Ventspils Augstskola no savas puses plāno aktīvi iesaistīties visās Latvijas Ūdeņraža alianses aktivitātes un darbībās, dalīties ar citiem Latvijas Ūdeņraža alianses dalībniekiem savā līdzšinējā pieredzē un zināšanās, kuras iegūtas realizējot H2-kompresijas projektu. Piedaloties Latvijas Ūdeņraža aliansē, Ventspils Augstskola varēs sekot līdzi aktualitātēm ūdeņraža enerģētikas jomā, piekļūt jaunākajai informācijai, apmainīties ar to, meklēt partnerus sadarbībai un aktuālu problēmu risināšanai, dalīties pieredzē un zināšanās, ierosināt priekšlikumus, piedalīties diskusijās un dažādos pasākumos.

Starptautiska izstāde un konference “H2 Expo&Conference; The global on&offshore event”, savāc kopā pasaules vadošos sauszemes un jūras vēja enerģijas un ūdeņraža enerģētikas industrijas pārstāvjus, akadēmiskas organizācijas un augsta ranga politikas personas. Vēsturiski šis pasākums tika fokusēts uz vēja un saules enerģētikas virzieniem, bet šogad liels uzsvars bija uz ūdeņraža enerģētiku. Konferences moto šogad: “Pienācis laiks pievērst uzmanību klimatam: WindEnergy Hamburg un H2EXPO & CONFERENCE dod spēcīgu impulsu atjaunojamās enerģijas paplašināšanai”. Hamburgas izstāžu pilsētiņā vairāk nekā 1400 starptautisku izstādes dalībnieku demonstrēja visu vēja enerģijas un ūdeņraža nozares inovāciju un risinājumu klāstu. Gan nozares apmeklētāji, gan izstādes uzņēmumi un ekspertu organizācijas pozitīvi novērtēja ideju pulcēt visus galvenos atjaunojamās enerģijas nozares dalībniekus vienkopus. Visaptverošā konferences programma bija izvirzīts precīzs mērķis, lai apmierinātu tirgū pastāvošās informācijas vajadzības, kas saņēma lieliskas atsauces no dalībniekiem. WindEnergy Hamburg, kas ir pasaules vēja enerģijas nozares vadošā izstāde, pulcēja aptuveni 30 000 apmeklētāju no 92 valstīm un apliecināja savu vadošo lomu atjaunojamās enerģijas attīstības veicināšanā starptautiskā mērogā. Vēja enerģijas un ūdeņraža enerģētikas ieviešana un atjaunojamo energoresursu izmantošanas paplašināšana šobrīd ir kļuvusi svarīgāka nekā jebkad agrāk. Paātrināta enerģētikas pāreja ir atslēga uz drošu un ilgtspējīgu energoapgādi visā Eiropā. Konferences un izstādes laikā projekta Nr. 1.1.1.1/20/A/185 “Ūdeņraža hidrauliskās kompresijas tehnoloģijas izstrāde ūdeņraža degvielas uzpildes stacijām” (H2-Compression) zinātniskais vadītājs, VSRC vadošais pētnieks Valērijs Bezrukovs kopā ar projekta sadarbības partnera pārstāvi Ventspils Augstskolas attīstības fonda tehnoloģiju nodošanas ekspertu Vladislavu Bezrukovu tikās ar industrijas pārstāvjiem, kas specializējas ar ūdeņraža uzpildes stacijas ražošanu un servisu. Notika darba konsultācijas ar industrijas pārstāvjiem “H2SIA”, “Genevos”, Hysolus”, Hankotec”, Ambartec HyCS-Technology”, un citiem. Nodibināti jauni, vērtīgi kontakti ar ūdeņraža industrijas pārstāvjiem un ūdeņraža kompresijas tehnoloģijas izstrādātajiem. Pasakuma laikā publikai bija prezentēti zinātniskie Projekta rezultāti H2-Compression - posteris: V. Bezrukovs, Vl. Bezrukovs, M. Konuhova, D. Bezrukovs, I. Kaldre, A. Berzinš. “R&D of a hydraulic hydrogen compression system for refuelling stations”.

Projekta ietvaros tika pabeigts darbs pie adiabātiska procesa modelēšanas. Modelis ar cieto virzuli tika aizvietots uz modeli ar šķidru darba ķermeni. Tā kā darba šķidrumam ir pieļaujamais darba temperatūras diapazons, modelēšanas rezultātā tika noteikts optimālais ūdeņraža saspiešanas laika intervāls vienam ciklam darba cilindrā, kurā darba šķidrums nepārkarsējas un nodrošina drošu ūdeņraža saspiešanas procesu (1.att.).

Pašlaik projekta “Ūdeņraža hidrauliskās kompresijas tehnoloģijas izstrāde ūdeņraža degvielas uzpildes stacijām (H2-Compression), ar id. Nr. 1.1.1.1/20/A/185 ietvaros Ventspils Augstskolas pētnieki aktīvi veic ūdeņraža saspiešanas procesa pētījumus un modelēšanu. Jau tika nomodelēts un izpētīts ūdeņraža saspiešanas cikls adiabātiskam gadījumam. Un uz šī piemēra pamata tika izstrādāta metodika, kura ļauj noteikt ūdeņraža optimālo saspiešanas ātrumu jebkuras ģeometrijas un tilpuma cilindram.