Nouvelle méthode pour construire des microgrids à base de solaire, d'hydrogène
Selon un groupe international de chercheurs, l'utilisation de piles à combustible à membrane électrolytique polymère comme génération d'énergie de secours dans les microréseaux solaires pourrait réduire les coûts et améliorer l'efficacité. Ils ont proposé un nouveau système de gestion de l'énergie qui pourrait être idéal pour les microréseaux hybrides solaire-hydrogène dans des endroits éloignés.
Image: SMA
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Une équipe de recherche internationale a développé une nouvelle stratégie de gestion de l'énergie pour aider à gérer l'offre excédentaire dans les microréseaux solaires éloignés qui reposent sur des piles à hydrogène pour la production d'énergie de secours.
Ils ont fait la démonstration du modèle par le biais du logiciel du programme de simulation du système transitoire (TRNSYS) sur un système PV relié à une pile à combustible à membrane électrolyte polymère (PEM). Il fournit de l'électricité au système lorsque la puissance de charge dépasse la puissance générée par l'installation photovoltaïque. Le panneau solaire de 21,4 kW a un rendement électrique annuel de 127,3 kW h / m2 dans des conditions standard.
«La superficie totale de la centrale photovoltaïque est d'environ 205,3 m2, et le modèle PV de 100 Wc et un 1 m2la zone est choisie », ont déclaré les universitaires. «Le suivi du point de puissance maximum (MPPT) est appliqué au générateur photovoltaïque pour récolter la puissance PV maximale.»
L'électrolyseur a été conçu avec une capacité de 5 kW, ce qui serait suffisant pour absorber l'électricité générée par la centrale solaire et produire de l'hydrogène pour la pile à combustible en période de puissance PV intermittente, a déclaré le groupe de recherche.
«L'efficacité de l'électrolyseur dans ce modèle était de 90%», ont-ils expliqué. «La tension d'une seule cellule était de 1,64 V pour la tension de pile de 220 V, ce qui nécessite un total de 134 cellules.»
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Cette combinaison est capable de produire de l'hydrogène à sept bars et avec une densité élevée. Le réservoir d'hydrogène a été dimensionné à 22 mètres cubes pour stocker toute la production d'hydrogène à 150 bars. La pile à combustible était dimensionnée au taux de puissance de charge de pointe de 3 kW pour les charges de pointe.
Les chercheurs ont réalisé les simulations sur un système à Pékin sur une période de 12 mois. Leur projet a montré que la pile à combustible fonctionnait à pleine capacité entre mars et septembre, lorsque le système PV avait une production d'énergie plus élevée. Les universitaires ont déclaré que la configuration et le dimensionnement du système proposés garantissaient que la quantité annuelle d'hydrogène consommée serait la même que la quantité annuelle produite.
«Les résultats vérifient que le système a été dimensionné correctement», ont déclaré les chercheurs. «L'efficacité globale du système a été estimée à 47,9%, ce qui était supérieur à celui obtenu dans les études précédentes avec la même configuration.»
Ils ont décrit le système de gestion de l'énergie dans «Système hybride à pile à hydrogène intégré photovoltaïque efficace: gestion de l'énergie et configuration optimale», Qui a été récemment publié dans le Journal de l'énergie durable.
Heure du Message: 12 janv.2021