Новый метод построения микросетей на солнечной и водородной основе
По мнению международной группы исследователей, использование топливных элементов с полимерно-электролитной мембраной в качестве резервного источника энергии в солнечных микросетях может снизить затраты и повысить эффективность. Они предложили новую систему управления энергопотреблением, которая могла бы быть идеальной для гибридных солнечных водородных микросетей в удаленных местах.
Изображение: SMA
доля
Международная исследовательская группа разработала новую стратегию управления энергопотреблением, чтобы помочь справиться с избыточным предложением в удаленных солнечных микросетях, которые используют водородные топливные элементы для резервного производства электроэнергии.
Они продемонстрировали модель с помощью программы моделирования Transient System (TRNSYS) на фотоэлектрической системе, которая была связана с топливным элементом с полимерно-электролитной мембраной (PEM). Он обеспечивает электроэнергией систему, когда мощность нагрузки превышает мощность, генерируемую фотоэлектрической установкой. Солнечная батарея мощностью 21,4 кВт имеет годовой выход электроэнергии 127,3 кВт · ч / м2 при стандартных условиях.
«Общая площадь фотоэлектрической электростанции составляет приблизительно 205,3 м2, а фотоэлектрическая модель мощностью 100 Вт и 1 м2территория выбрана », - отметили ученые. «Отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) применяется к фотоэлектрической матрице для сбора максимальной фотоэлектрической мощности».
Электролизер был разработан с мощностью 5 кВт, что было бы достаточно для поглощения электроэнергии, вырабатываемой солнечной электростанцией, и производства водорода для топливного элемента во время непостоянной фотоэлектрической энергии, сообщила исследовательская группа.
«КПД электролизера в этой модели составлял 90%», - пояснили они. «Напряжение отдельной ячейки составляло 1,64 В для напряжения батареи 220 В, что требует в общей сложности 134 элементов».
Популярный контент
Эта комбинация способна производить водород под давлением семи бар и с высокой плотностью. Резервуар с водородом был размером 22 кубических метра, чтобы хранить весь производимый водород под давлением 150 бар. Топливный элемент был рассчитан на максимальную мощность нагрузки 3 кВт для пиковых нагрузок.
Исследователи провели моделирование системы в Пекине в течение 12 месяцев. Их проект показал, что топливный элемент работал на полную мощность с марта по сентябрь, когда фотоэлектрическая система производила больше энергии. Ученые заявили, что предлагаемая конфигурация системы и ее размер гарантируют, что годовое количество потребляемого водорода будет таким же, как и годовое количество производимого.
«Результаты подтверждают, что система была выбрана правильно», - сказали исследователи. «Общая эффективность системы оценивается в 47,9%, что выше, чем полученный в предыдущих исследованиях с той же конфигурацией».
Они описали систему энергоменеджмента в «Эффективная гибридная система на основе водородных топливных элементов, интегрированная с фотоэлектрическими элементами: управление энергопотреблением и оптимальная конфигурация, »Который недавно был опубликован в Журнал устойчивой энергетики.
Время публикации: Янв-12-2021