太陽光、水素に基づいてマイクログリッドを構築する新しい方法
国際的な研究者グループによると、ソーラーマイクログリッドのバックアップ発電として高分子電解質膜燃料電池を使用すると、コストを削減し、効率を向上させることができます。彼らは、遠隔地のハイブリッド太陽水素マイクログリッドに理想的な新しいエネルギー管理システムを提案しました。
画像：SMA
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国際的な研究チームは、バックアップ発電のために水素燃料電池に依存するリモートソーラーマイクログリッドの供給過剰を管理するのに役立つ新しいエネルギー管理戦略を開発しました。
彼らは、高分子電解質膜（PEM）燃料電池にリンクされたPVシステム上の過渡システムシミュレーションプログラム（TRNSYS）ソフトウェアを介してモデルを実証しました。負荷電力がPVプラントで生成された電力を超えると、システムに電力を供給します。21.4 kWのソーラーアレイの年間発電量は、標準状態で127.3 kW h / m2です。
「PV発電所の総面積は約205.3m2で、PVモデルは100Wpと1mです。2エリアが選択されます」と学者は言いました。「最大電力点追従（MPPT）がPVアレイに適用され、最大PV電力が収集されます。」
研究グループによると、電解槽は5 kWの容量で設計されており、太陽光発電所で生成された電気を吸収し、断続的な太陽光発電時に燃料電池用の水素を生成するのに十分です。
「このモデルの電解槽効率は90％でした」と彼らは説明しました。「単一セルの電圧は、220Vスタック電圧に対して1.64Vであり、合計134セルが必要です。」
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この組み合わせにより、7バールで高密度に水素を生成できます。水素タンクのサイズは22立方メートルで、すべての水素生産を150バールで貯蔵できます。燃料電池は、ピーク時の負荷に対して3kWのピーク負荷電力率でサイズ設定されました。
研究者たちは、北京のシステムで12か月にわたってシミュレーションを実施しました。彼らのプロジェクトは、PVシステムのエネルギー生産量が多い3月から9月の間に燃料電池がフル稼働することを示しました。学者たちは、提案されたシステム構成とサイジングにより、消費された水素の年間量が生産された年間量と同じになることが保証されたと述べました。
「結果は、システムが正しくサイズ設定されていることを確認します」と研究者は言いました。「システム全体の効率は47.9％と推定され、同じ構成で以前の研究で得られた効率よりも高かった。」
彼らはエネルギー管理システムを「効率的な太陽光発電統合水素燃料電池ベースのハイブリッドシステム：エネルギー管理と最適な構成、」で最近公開されました Journal of Sustainable Energy.
投稿時間：2021年1月12日