Kanada'daki bilim insanları, binalarda hidrojen üretmek için çatı üstü PV enerji üretimini alkalin elektrolizör ve yakıt hücresiyle birleştirmeyi önerdi. Yeni sistem, mevsimsel enerji depolamayı mümkün kılmayı ve bir evin enerjinin eşitlenmiş maliyetini azaltmayı amaçlıyor.
Toronto Metropolitan Üniversitesi'nden araştırmacılar, bina uygulamalarında hidrojen yakıt hücresi sistemlerini çatı üstü PV üretimiyle birleştirmeyi önerdiler.
Hidrojenin binalarda mevsimsel depolama stratejisi olarak potansiyel uygulamasına dair fikir edinmek için üniversitenin Toronto'daki kampüsünde bulunan BeTOP laboratuvarında böyle bir hibrit sistemin konfigürasyonunu test ettiler.
Önerilen sistem fotovoltaik paneller, alkalin elektrolizör, kompresör, gazlı hidrojen depolama ünitesi, yakıt hücresi sistemi, invertörler ve sistem içindeki enerji dağılımını düzenleyen bir kontrol sisteminden oluşmaktadır. Bina aynı zamanda ısıtma ve soğutma için hava kaynaklı ısı pompalarının yanı sıra hidronik radyant zemin sistemine de ev sahipliği yapıyor.
Bilim adamları, "PV sistemi elektrik enerjisini üretiyor ve söz konusu kontrol ünitesi, hava kaynaklı ısı pompası sistemi tarafından sağlanan ısıtma ve soğutma talebi de dahil olmak üzere, üretilen enerjinin bina yükünü karşılayıp karşılamadığını izliyor" dedi. “Fazla enerji üretimi durumunda, elektrolizör ünitesi hidrojeni üretiyor ve talep edilmesi halinde depolanan hidrojen, sistemin güç açığını kapatmak için elektrik üreten yakıt hücresi ünitesine aktarılıyor.”
Elektroliz ünitesi tarafından üretilen hidrojen, 20 C sıcaklıktaki bir gaz depolama tankında depolanmakta ve daha sonra binanın elektrik ihtiyacına bağlı olarak yakıt hücresinde kullanılmaktadır.
Grup, hibrit sistemi, geçici yenilenebilir sistemlerin davranışını simüle etmek için kullanılan TRNSYS yazılımıyla modelledi ve çeşitli açıklayıcı değişkenler ile bir veya daha fazla yanıt değişkeni arasındaki ilişkileri tahmin etmek için yaygın olarak kullanılan yanıt yüzeyi yöntemini (RSM) kullandı. Önerilen sistemin performansını simüle etmek için.
Analiz, elektrolizörün kış aylarında düşük güneş ışınımı seviyeleri nedeniyle daha düşük verimlilikte çalıştığını, yaz aylarında ise sistemin şarj durumunun (SOC) Mayıs ve Ağustos ayları arasında önemli ölçüde arttığını ve maksimum üretime ulaştığını gösterdi.
“Sonuçlar, hibrit sistemin Haziran ve Temmuz aylarında sırasıyla yalnızca 33.2 kWh ve 41.3 kWh şebeke elektriği kullanımıyla minimum şebeke bağımlılığına sahip olduğunu, Aralık ayında ise gerekli yükün %88'inden fazlasının şebeke tarafından sağlanması gerektiğini gösteriyor. ”Araştırmacılar açıkladı.
Simülasyon ayrıca, güneş enerjisi üretiminin gerekli bina yükünün 2.5 katını aşması nedeniyle yaz döneminde PV elektriğinin elektroliz yoluyla depolanması ihtiyacını da vurguladı.
Araştırma grubu, "Sonuçlar, yaz döneminde yakıt hücresi tarafından üretilen elektrik enerjisinin, PV hücreleri tarafından üretilen elektrik üretiminin ortalama %31'ine karşılık geldiğini gösteriyor" dedi. "Ocak ayında yakıt hücresi tarafından PV sistemi ile karşılaştırıldığında daha yüksek miktarda enerji üretiminin, simülasyonların başlangıcındaki hidrojen depolama tankının başlangıç seviyesine atfedilebileceğini belirtmek de dikkate değer."
Akademisyenler ayrıca seçilen bina için ideal sistem konfigürasyonunun 39.8 mXNUMX gerektireceğini buldu.2 3.90 m ile entegre güneş panelleri3 hidrojen depolama tankı. Ayrıca hibrit sistemin 0.389 ABD Doları/kWh ile 0.537 ABD Doları/kWh arasında değişen seviyelendirilmiş bir enerji maliyetine (LCOE) ulaşabileceğini de belirlediler.
Yeni sistem, yakın zamanda yayınlanan "Toronto, Kanada'daki bir laboratuvar için hibrit güneş-hidrojen enerji sisteminin çok kriterli optimizasyonları yoluyla net sıfır enerji yönetimi" çalışmasında tanımlandı. Enerji ve Binalar.
Bilim insanları, çalışmalarının gelecekteki yönüne atıfta bulunarak, "Bu çalışmanın tekno-çevre-ekonomik performansı ile pil enerji depolama sistemlerini (BESS) kullanma alternatifi arasında karşılaştırmalı bir araştırma yapmak yararlı olacaktır" dedi. "Bu analiz, yukarıda belirtilen maliyetleri en aza indirmek için hem hidrojen depolamanın hem de BESS'in uygun ekonomik optimizasyonla kullanılması durumunu da kapsayacak şekilde genişletilebilir."
Bu içerik telif hakkıyla korunmaktadır ve tekrar kullanılamaz. Bizimle işbirliği yapmak ve içeriğimizin bir kısmını yeniden kullanmak istiyorsanız lütfen editors@pv-magazine.com adresiyle iletişime geçin.
Kaynaktan pv dergisi
Sorumluluk reddi beyanı: Yukarıda belirtilen bilgiler Chovm.com'dan bağımsız olarak pv-magazine.com tarafından sağlanmaktadır. Chovm.com, satıcının ve ürünlerin kalitesi ve güvenilirliği konusunda hiçbir beyan ve garanti vermez.
