Инженеры Фотоэлектрического института Берлина (PI Berlin) предлагают объединить тепловые насосы с солнечными батареями, водородными топливными элементами, электролизерами и накопителями для водорода. В результате получается безопасная для окружающей среды микроТЭЦ, вырабатывающая электричество, тепло и водородное топливо для домохозяйства или предприятий.
Такие установки можно объединять не только в виртуальные электростанции, но и в газовую сеть. Это позволит домовладельцам получать дополнительный доход, продавая излишки энергии в виде электричества и водорода.
По расчетам специалистов института, такими установками можно заменить 20% систем отопления. Это поможет достичь баланса электроэнергии на протяжении всего года и обеспечить поставки водородного топлива для промышленности и транспорта.
МикроТЭЦ может работать в двух режимах. Первый ориентирован на выработку тепла, которая в любом случае сопровождается генерацией электроэнергии и водорода. Второй применяется, когда отсутствует потребность в обогреве, и обеспечивает получение максимального количества электричества. Причем конструкция новых систем предусматривает низкий уровень тепловых потерь даже при работе в режиме только электрогенерации.
Переключение между двумя режимами управляется выходным инвертором в соответствии со значениями напряжения и частоты тока в электросети, которая снабжается электроэнергией от микроТЭЦ.
Но самое главное, что внедрение таких систем не требует строительства специальной инфраструктуры несмотря на использование водорода. Для его транспортировки подходят существующие трубопроводы, по которым передается бытовой газ. Этим уже воспользовалась Шотландия, которая в конце ноября 2020 года запустила пилотный проект по переводу на снабжение водородом трехсот домохозяйств.
Водородные микроТЭЦ уже применяются берлинским стартапом Home Power Solutions. Его установки, состоящие из солнечных батарей и водородных накопителей, круглогодично используются для автономных электроснабжения и отопления домов на 1–2 семьи.