Wetenskaplike in Kanada het voorgestel om dak-PV-kragopwekking met 'n alkaliese elektroliseerder en 'n brandstofsel te kombineer om waterstof in geboue op te wek. Die nuwe stelsel is bedoel om seisoenale energieberging moontlik te maak en 'n huis se gelykgemaakte koste van energie te verminder.
Navorsers van die Toronto Metropolitaanse Universiteit het voorgestel om waterstofbrandstofselstelsels met dak-PV-opwekking te kombineer in boutoepassings.
Hulle het die opstelling van so ’n hibriede stelsel by die BeTOP-laboratorium, wat op die universiteit se kampus in Toronto geleë is, getoets om insigte te kry oor die potensiële toepassing van waterstof as ’n seisoenale bergingstrategie in geboue.
Die voorgestelde stelsel sluit in fotovoltaïese panele, 'n alkaliese elektroliseerder, 'n kompressor, 'n gasvormige waterstofbergingseenheid, 'n brandstofselstelsel, omskakelaars en 'n beheerstelsel wat energieverspreiding binne die stelsel reguleer. Die gebou huisves ook lugbron-hittepompe vir verhitting en verkoeling, sowel as 'n hironiese stralende vloerstelsel.
"Die FV-stelsel genereer die elektriese energie, en die oorweegde beheereenheid monitor of die geproduseerde energie die geboulading kan dek, insluitend die verwarming- en verkoelingsvraag wat deur die lugbron-hittepompstelsel voorsien word," het die wetenskaplikes verduidelik. "In die geval van surplusenergie-opwekking, produseer die elektroliseerder-eenheid die waterstof en, op aanvraag, word die gestoorde waterstof na die brandstofseleenheid oorgedra wat elektrisiteit opwek om die kragtekort van die stelsel te dek."
Die waterstof wat deur die elektrolise-eenheid gegenereer word, word in 'n gasopgaartenk by 'n temperatuur van 20 C gestoor en dan deur die brandstofsel benut, afhangende van die gebou se elektrisiteitsaanvraag.
Die groep het die hibriede stelsel gemodelleer met TRNSYS-sagteware, wat gebruik word om die gedrag van verbygaande hernubare stelsels te simuleer, en het die reaksieoppervlakmetode (RSM) gebruik, wat algemeen gebruik word om die verwantskappe tussen verskeie verduidelikende veranderlikes en een of meer reaksieveranderlikes te voorspel, om die werkverrigting van die voorgestelde stelsel te simuleer.
Die ontleding het getoon dat die elektroliseerder teen 'n laer doeltreffendheid werk gedurende die winter, as gevolg van die lae sonstralingsvlakke, terwyl dit in somertyd maksimum produksie behaal, met die toestand van lading (SOC) van die stelsel wat aansienlik toeneem tussen Mei en Augustus.
“Die resultate dui daarop dat die hibriede stelsel in Junie en Julie sy minimum netwerkafhanklikheid het met slegs 33.2 kWh en 41.3 kWh se netwerk elektrisiteitsverbruik onderskeidelik, terwyl in Desember meer as 88 % van die vereiste vrag deur die netwerk voorsien behoort te word,” het die navorsers verduidelik.
Die simulasie het ook die behoefte beklemtoon vir die berging van FV-elektrisiteit via elektrolise in die somerperiode, aangesien sonkragopwekking 2.5 keer van die vereiste geboulading oorskry.
"Die resultate dui daarop dat die elektriese energie wat deur brandstofsel in die somerperiode geproduseer word, gemiddeld ooreenstem met 31 % van die elektrisiteitsproduksie deur FV-selle," het die navorsingsgroep beklemtoon. "Dit is ook opmerklik om te noem dat 'n groter hoeveelheid energieproduksie deur brandstofsel in Januarie in vergelyking met dié deur FV-stelsel toegeskryf kan word aan die aanvanklike vlak van die waterstofopgaartenk aan die begin van simulasies."
Die akademici het ook gevind dat die ideale stelselkonfigurasie vir die geselekteerde gebou 39.8 m sou verg2 van sonpanele geïntegreer met 'n 3.90 m3 waterstofopgaartenk. Hulle het ook vasgestel die hibriede stelsel kan 'n gelykgemaakte koste van energie (LCOE) bereik wat wissel van $0.389/kWh tot $0.537/kWh.
Die nuwe stelsel is beskryf in die studie "Net-nul energiebestuur deur multi-kriteria-optimalisasies van 'n hibriede son-waterstof-energiestelsel vir 'n laboratorium in Toronto, Kanada," wat onlangs gepubliseer is in Energie en geboue.
"Dit sal nuttig wees om 'n vergelykende ondersoek te doen tussen die tegno-omgewings-ekonomiese prestasie van hierdie studie en die alternatief van die gebruik van battery-energie-bergingstelsels (BESS)," het die wetenskaplikes gesê met verwysing na die toekomstige rigting van hul werk. "Hierdie ontleding kan ook uitgebrei word na die geval van die gebruik van beide waterstofberging en BESS met behoorlike ekonomiese optimalisering om die bogenoemde koste te verminder."
Hierdie inhoud word deur kopiereg beskerm en mag nie hergebruik word nie. As jy met ons wil saamwerk en van ons inhoud wil hergebruik, kontak asseblief: editors@pv-magazine.com.
Bron van pv tydskrif
Vrywaring: Die inligting hierbo uiteengesit word verskaf deur pv-magazine.com onafhanklik van Chovm.com. Chovm.com maak geen voorstelling en waarborge oor die kwaliteit en betroubaarheid van die verkoper en produkte nie.
