Nuovo metodo per costruire microgrid a base solare, idrogeno
Secondo un gruppo internazionale di ricercatori, l'uso di celle a combustibile a membrana elettrolitica polimerica come generazione di energia di riserva nelle microgrid solari potrebbe ridurre i costi e migliorare l'efficienza. Hanno proposto un nuovo sistema di gestione dell'energia che potrebbe essere ideale per microgrid ibride solare-idrogeno in località remote.
Immagine: SMA
Condividere
Un team di ricerca internazionale ha sviluppato una nuova strategia di gestione dell'energia per aiutare a gestire l'eccesso di offerta nelle microgrid solari remote che si basano su celle a combustibile a idrogeno per la generazione di energia di riserva.
Hanno dimostrato il modello attraverso il software TRNSYS (Transient System Simulation Program) su un sistema fotovoltaico collegato a una cella a combustibile con membrana elettrolitica polimerica (PEM). Fornisce elettricità al sistema quando la potenza del carico supera la potenza generata dall'impianto fotovoltaico. Il campo solare da 21,4 kW ha un rendimento energetico annuo di 127,3 kW h / m2 in condizioni standard.
“La superficie totale dell'impianto fotovoltaico è di circa 205,3 m2, e il modello FV di 100 Wp e 1 m2l'area è scelta ", hanno detto gli accademici. "Il rilevamento del punto di massima potenza (MPPT) viene applicato all'array FV per raccogliere la massima potenza FV."
L'elettrolizzatore è stato progettato con una capacità di 5 kW, che sarebbe sufficiente per assorbire l'elettricità generata dall'impianto solare e produrre idrogeno per la cella a combustibile nei momenti di potenza FV intermittente, ha detto il gruppo di ricerca.
"" L'efficienza dell'elettrolizzatore in questo modello era del 90% ", hanno spiegato. "La tensione di una singola cella era 1,64 V per la tensione stack da 220 V, che richiede un totale di 134 celle".
Contenuto popolare
Questa combinazione è in grado di produrre idrogeno a sette bar e con alta densità. Il serbatoio dell'idrogeno è stato dimensionato a 22 metri cubi per immagazzinare tutta la produzione di idrogeno a 150 bar. La cella a combustibile è stata dimensionata alla potenza di picco del carico di 3 kW per i carichi di picco.
I ricercatori hanno condotto le simulazioni su un sistema a Pechino per un periodo di 12 mesi. Il loro progetto ha mostrato che la cella a combustibile ha funzionato a piena capacità tra marzo e settembre, quando il sistema fotovoltaico aveva una maggiore produzione di energia. Gli accademici hanno affermato che la configurazione e il dimensionamento del sistema proposti garantivano che la quantità annuale di idrogeno consumata sarebbe stata la stessa della quantità annuale prodotta.
"I risultati verificano che il sistema sia stato dimensionato correttamente", hanno detto i ricercatori. "L'efficienza complessiva del sistema è stata stimata al 47,9%, che era superiore a quella ottenuta in studi precedenti con la stessa configurazione."
Hanno descritto il sistema di gestione dell'energia in "Efficiente sistema ibrido basato su celle a combustibile a idrogeno integrato nel fotovoltaico: gestione energetica e configurazione ottimale, "Che è stato recentemente pubblicato in Giornale di energia sostenibile.
Tempo post: Jan-12-2021