用于绿色制氢的离网太阳能风力发电厂设计

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一个国际研究小组进行了一项技术经济分析,以确定离网风能和太阳能发电厂的最佳设计和规模,这些发电厂主要用于为燃料电池电动汽车(FCVs)加氢站制备绿色氢气。

该系统利用剩余能量进行电凝(EC),这是一种处理废水的方法。 “为了满足工业用水需求和弥补淡水供应的不足,我们加入了EC来处理排放的废水,这是环保的,特别是当电力来自可再生能源时,” 科学家解释说,“通过将EC站与用于氢气生产的可再生能源独立发电站结合起来,可以提高可持续性和机动性。”

研究小组假设加氢站位于捷克共和国东北部的斯特拉瓦市。该市日均太阳辐射2.89千瓦时/平方米,风速约5.69米/秒。假设该站的氢气需求为每小时10公斤或每天240公斤。该系统由风力涡轮机、光伏板、电解槽、逆变器、氢罐和电池组成。所有部件的使用寿命假设都不超过25年。

他们进一步解释说:“工厂的最佳设计决定了各部件的尺寸如下:298 kW光伏板,22台100 kW风力涡轮机,30串1 kWh的铅酸电池,容量为1000 kW的电解槽,容量为800公斤的氢气罐。”

他们的分析表明,光伏发电机组的年发电量可达300,425千瓦时,风力发电机组的年发电量为6,697,566千瓦时。电解槽年能耗约为3,972,059 kW,年产量预计约为85,595 公斤。此外,每年为电凝厂发电262,678千瓦时。

通过他们的技术经济分析,学者们发现,该系统生产的氢气可能已经达到了非常低的价格水平。 “氢的平准化成本(LCH)为每公斤2.89欧元(3.12美元),而净现有成本(NPC)为549万欧元,不包括压缩机组成本,” 他们总结说,“风力涡轮机和电解槽系统的NPC最高。因此,项目的整体NPC和LCH将受到风电场和电解槽相应成本增减的显著影响。”

他们的研究结果发表在《工程成果》杂志上的一篇题为《用于绿色制氢的最佳独立风力光伏电站系统:加氢站的案例研究》的论文中。这项研究由来自捷克共和国VSB奥斯特拉瓦技术大学、埃及姆努菲亚大学、扎加齐格大学、开罗大学和科威特大学的科学家们共同开展。

来源:www.pv-magazine.com

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