Nieuwe methode om microgrids te bouwen op basis van zonne-energie, waterstof
Het gebruik van polymeer-elektrolytmembraanbrandstofcellen als back-upstroomopwekking in microgrids op zonne-energie kan de kosten verlagen en de efficiëntie verbeteren, aldus een internationale groep onderzoekers. Ze hebben een nieuw energiebeheersysteem voorgesteld dat ideaal zou kunnen zijn voor hybride zonne-waterstof microgrids op afgelegen locaties.
Afbeelding: SMA
Delen
Een internationaal onderzoeksteam heeft een nieuwe energiebeheerstrategie ontwikkeld om het overaanbod in afgelegen microgrids op zonne-energie te helpen beheren die afhankelijk zijn van waterstofbrandstofcellen voor de opwekking van back-upstroom.
Ze demonstreerden het model via de Transient System-simulatieprogramma (TRNSYS) -software op een PV-systeem dat was gekoppeld aan een brandstofcel met polymeer elektrolytmembraan (PEM). Het levert elektriciteit aan het systeem wanneer het belastingsvermogen groter is dan het vermogen dat door de PV-installatie wordt gegenereerd. Het zonnepaneel van 21,4 kW heeft een jaarlijkse stroomopbrengst van 127,3 kW · h / m2 onder standaardomstandigheden.
“De totale oppervlakte van de PV-centrale is ongeveer 205,3 m2, en het PV-model van 100 Wp en een 1m2gebied wordt gekozen ”, aldus de academici. "De maximale power point tracking (MPPT) wordt toegepast op de PV-generator om het maximale PV-vermogen te oogsten."
De elektrolyseur is ontworpen met een vermogen van 5 kW, wat voldoende zou zijn om elektriciteit te absorberen die wordt opgewekt door de zonne-energiecentrale en waterstof te produceren voor de brandstofcel in tijden van intermitterend PV-vermogen, aldus de onderzoeksgroep.
"De efficiëntie van de elektrolyseur in dit model was 90%", legden ze uit. "De spanning van een enkele cel was 1,64 V voor de 220 V-stackspanning, waarvoor in totaal 134 cellen nodig zijn."
Populaire inhoud
Deze combinatie kan waterstof produceren met zeven bar en met een hoge dichtheid. De waterstoftank had een afmeting van 22 kubieke meter om alle waterstofproductie op te slaan op 150 bar. De brandstofcel was gedimensioneerd op het piekvermogen van 3 kW voor piekbelastingen.
De onderzoekers voerden de simulaties uit op een systeem in Peking gedurende een periode van 12 maanden. Uit hun project bleek dat de brandstofcel tussen maart en september op volle capaciteit werkte, toen het PV-systeem een hogere energieproductie had. De academici zeiden dat de voorgestelde systeemconfiguratie en dimensionering ervoor zorgden dat de jaarlijkse hoeveelheid waterstof die werd verbruikt hetzelfde zou zijn als de jaarlijkse hoeveelheid die werd geproduceerd.
"De resultaten bevestigen dat het systeem de juiste maat heeft", aldus de onderzoekers. "De totale systeemefficiëntie werd geschat op 47,9%, wat hoger was dan die verkregen in eerdere onderzoeken met dezelfde configuratie."
Ze beschreven het energiebeheersysteem in “Efficiënt fotovoltaïsch geïntegreerd hybride systeem op basis van waterstofbrandstofcellen: energiebeheer en optimale configuratie, ”Die onlangs is gepubliceerd in de Journal of Sustainable Energy.
Post tijd: Jan-12-2021