Νέα μέθοδος κατασκευής μικροδίκτυων με βάση ηλιακό, υδρογόνο
Η χρήση κυψελών καυσίμου μεμβράνης πολυμερούς ηλεκτρολυτών ως εφεδρική παραγωγή ισχύος σε ηλιακά μικροδίκτυα θα μπορούσε να μειώσει το κόστος και να βελτιώσει την αποδοτικότητα, σύμφωνα με μια διεθνή ομάδα ερευνητών. Έχουν προτείνει ένα νέο σύστημα διαχείρισης ενέργειας που θα μπορούσε να είναι ιδανικό για υβριδικά μικροδίκτυα ηλιακού-υδρογόνου σε απομακρυσμένες τοποθεσίες.
Εικόνα: SMA
Μερίδιο
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει μια νέα στρατηγική διαχείρισης ενέργειας για τη διαχείριση της υπερπροσφοράς σε απομακρυσμένα ηλιακά μικροδίκτυα που βασίζονται σε κυψέλες καυσίμου υδρογόνου για εφεδρική παραγωγή ενέργειας.
Επίδειξαν το μοντέλο μέσω του λογισμικού προγράμματος προσωρινής προσομοίωσης συστήματος (TRNSYS) σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα που συνδέθηκε με μια κυψέλη καυσίμου μεμβράνης πολυμερούς ηλεκτρολύτη (PEM). Παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στο σύστημα όταν η ισχύς φορτίου υπερβαίνει την ισχύ που παράγεται από τη φωτοβολταϊκή εγκατάσταση. Η ηλιακή συστοιχία 21,4 kW έχει ετήσια απόδοση ισχύος 127,3 kW h / m2 υπό τυπικές συνθήκες.
«Η συνολική έκταση της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης είναι περίπου 205,3 m2 και το φωτοβολταϊκό μοντέλο 100 Wp και 1 m2επιλέγεται η περιοχή », είπε ο ακαδημαϊκός. "Η μέγιστη παρακολούθηση σημείου ισχύος (MPPT) εφαρμόζεται στη φωτοβολταϊκή συστοιχία για τη συλλογή της μέγιστης φωτοβολταϊκής ισχύος."
Ο ηλεκτρολύτης σχεδιάστηκε με χωρητικότητα 5 kW, που θα ήταν αρκετό για να απορροφήσει ηλεκτρισμό που παράγεται από την ηλιακή εγκατάσταση και να παράγει υδρογόνο για την κυψέλη καυσίμου σε περιόδους διακοπτόμενης φωτοβολταϊκής ισχύος, ανέφερε η ερευνητική ομάδα.
«Η απόδοση του ηλεκτρολύτη σε αυτό το μοντέλο ήταν 90%», εξήγησαν. "Η τάση ενός κελιού ήταν 1,64 V για την τάση 220-V stack, η οποία απαιτεί συνολικά 134 κελιά."
Δημοφιλές περιεχόμενο
Αυτός ο συνδυασμός μπορεί να παράγει υδρογόνο σε επτά ράβδους και με υψηλή πυκνότητα. Η δεξαμενή υδρογόνου είχε μέγεθος 22 κυβικά μέτρα για να αποθηκεύσει όλη την παραγωγή υδρογόνου στα 150 bar. Η κυψέλη καυσίμου είχε μέγεθος στο μέγιστο ρυθμό ισχύος 3 kW για φορτία αιχμής.
Οι ερευνητές διεξήγαγαν τις προσομοιώσεις σε ένα σύστημα στο Πεκίνο για μια περίοδο 12 μηνών. Το έργο τους έδειξε ότι η κυψέλη καυσίμου λειτούργησε σε πλήρη χωρητικότητα μεταξύ Μαρτίου και Σεπτεμβρίου, όταν το φωτοβολταϊκό σύστημα είχε μεγαλύτερη παραγωγή ενέργειας. Οι ακαδημαϊκοί δήλωσαν ότι η προτεινόμενη διαμόρφωση του συστήματος και το μέγεθος διασφαλίζουν ότι η ετήσια ποσότητα υδρογόνου που καταναλώνεται θα είναι η ίδια με την ετήσια ποσότητα που παρήχθη.
"Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι το σύστημα είχε μέγεθος σωστά", ανέφεραν οι ερευνητές. «Η συνολική απόδοση του συστήματος εκτιμήθηκε ότι ήταν 47,9%, η οποία ήταν υψηλότερη από αυτήν που επιτεύχθηκε σε προηγούμενες μελέτες με την ίδια διαμόρφωση.»
Περιέγραψαν το σύστημα διαχείρισης ενέργειας στο «Αποτελεσματικό υβριδικό σύστημα κυψελών καυσίμου υδρογόνου με ενσωματωμένη φωτοβολταϊκή ενέργεια: Διαχείριση ενέργειας και βέλτιστη διαμόρφωση, "Που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Περιοδικό Βιώσιμης Ενέργειας.
Ώρα μετά: 12-20-2021