Ilmuwan di Kanada telah mengusulkan untuk menggabungkan pembangkit listrik PV di atap dengan elektroliser alkali dan sel bahan bakar untuk menghasilkan hidrogen di gedung. Sistem baru ini dimaksudkan untuk memungkinkan penyimpanan energi musiman dan mengurangi biaya energi rumah tangga.
Para peneliti dari Toronto Metropolitan University telah mengusulkan untuk menggabungkan sistem sel bahan bakar hidrogen dengan pembangkit listrik PV di atap dalam aplikasi bangunan.
Mereka menguji konfigurasi sistem hibrida tersebut di laboratorium BeTOP, yang berlokasi di kampus universitas di Toronto, untuk mendapatkan wawasan tentang potensi penerapan hidrogen sebagai strategi penyimpanan musiman di gedung-gedung.
Sistem yang diusulkan mencakup panel fotovoltaik, elektroliser alkali, kompresor, unit penyimpanan gas hidrogen, sistem sel bahan bakar, inverter, dan sistem kontrol yang mengatur distribusi energi dalam sistem. Gedung ini juga memiliki pompa panas sumber udara untuk pemanasan dan pendinginan, serta sistem lantai berseri hidronik.
“Sistem PV menghasilkan energi listrik, dan unit kontrol memantau apakah energi yang dihasilkan dapat menutupi beban bangunan, termasuk kebutuhan pemanasan dan pendinginan yang disediakan oleh sistem pompa panas sumber udara,” jelas para ilmuwan. “Jika terjadi surplus pembangkitan energi, unit elektroliser menghasilkan hidrogen dan, sesuai permintaan, hidrogen yang disimpan ditransfer ke unit sel bahan bakar yang menghasilkan listrik untuk menutupi defisit daya sistem.”
Hidrogen yang dihasilkan oleh unit elektrolisis disimpan dalam tangki penyimpanan gas pada suhu 20 C dan kemudian dimanfaatkan oleh sel bahan bakar tergantung pada kebutuhan listrik gedung.
Kelompok tersebut memodelkan sistem hibrid dengan perangkat lunak TRNSYS, yang digunakan untuk mensimulasikan perilaku sistem energi terbarukan sementara, dan menggunakan metode permukaan respons (RSM), yang umumnya digunakan untuk memprediksi hubungan antara beberapa variabel penjelas dan satu atau lebih variabel respons. , untuk mensimulasikan kinerja sistem yang diusulkan.
Analisis menunjukkan bahwa elektroliser beroperasi pada efisiensi yang lebih rendah selama musim dingin, karena tingkat radiasi matahari yang rendah, sedangkan di musim panas ia mencapai produksi maksimum, dengan status pengisian daya (SOC) sistem meningkat secara signifikan antara bulan Mei dan Agustus.
“Hasilnya menunjukkan bahwa sistem hibrida pada bulan Juni dan Juli memiliki ketergantungan minimum pada jaringan listrik dengan penggunaan listrik jaringan masing-masing hanya 33.2 kWh dan 41.3 kWh, sedangkan pada bulan Desember, lebih dari 88 % beban yang dibutuhkan harus disuplai oleh jaringan listrik. jelas para peneliti.
Simulasi tersebut juga menekankan perlunya penyimpanan listrik PV melalui elektrolisis pada periode musim panas, karena pembangkitan listrik tenaga surya melebihi 2.5 kali lipat dari beban bangunan yang dibutuhkan.
“Hasilnya menunjukkan bahwa energi listrik yang dihasilkan oleh sel bahan bakar pada periode musim panas setara dengan rata-rata 31% produksi listrik oleh sel PV,” kelompok peneliti menekankan. “Perlu juga disebutkan bahwa jumlah produksi energi yang lebih tinggi oleh sel bahan bakar pada bulan Januari dibandingkan dengan sistem PV disebabkan oleh tingkat awal tangki penyimpanan hidrogen pada awal simulasi.”
Para akademisi juga menemukan bahwa konfigurasi sistem yang ideal untuk bangunan yang dipilih akan membutuhkan 39.8 m2 panel surya terintegrasi dengan 3.90 m3 tangki penyimpanan hidrogen. Mereka juga memastikan bahwa sistem hibrida dapat mencapai tingkat biaya energi (LCOE) yang berkisar antara $0.389/kWh hingga $0.537/kWh.
Sistem baru ini dijelaskan dalam studi “Manajemen energi net-zero melalui optimalisasi multi-kriteria sistem energi surya-hidrogen hibrida untuk laboratorium di Toronto, Kanada,” yang baru-baru ini diterbitkan di Energi dan Bangunan.
“Akan bermanfaat untuk melakukan penyelidikan komparatif antara kinerja tekno-lingkungan-ekonomi dari penelitian ini dan alternatif penggunaan sistem penyimpanan energi baterai (BESS),” kata para ilmuwan merujuk pada arah penelitian mereka di masa depan. “Analisis ini juga dapat diperluas hingga penggunaan penyimpanan hidrogen dan BESS dengan optimalisasi ekonomi yang tepat untuk meminimalkan biaya yang disebutkan di atas.”
Konten ini dilindungi oleh hak cipta dan tidak boleh digunakan kembali. Jika Anda ingin bekerja sama dengan kami dan ingin menggunakan kembali sebagian konten kami, silakan hubungi: editors@pv-magazine.com.
Sumber dari majalah pv
Penafian: Informasi yang diuraikan di atas disediakan oleh pv-magazine.com secara independen dari Chovm.com. Chovm.com tidak membuat pernyataan dan jaminan mengenai kualitas dan keandalan penjual dan produk.
