用于绿色制氢的离网太阳能风力发电厂设计

一个国际研究团队进行了技术经济分析，以确定用于燃料电池电动汽车（FCV）加氢站绿色氢气生产的离网风力太阳能发电厂的最佳设计和规模。

所提出的系统利用剩余能量进行电絮凝（EC），这是一种处理废水的方法。“为了满足行业的用水需求并弥补淡水供应的不足，EC被纳入处理排放的废水，这是环保的，特别是当电力由可再生能源发电时，”科学家们解释说。“通过将 EC 站与基于制氢的独立可再生能源站相结合，可以提高可持续性和流动性。”

研究小组假设加氢站位于捷克共和国东北部的俄斯特拉发。该市日平均太阳辐射量为2.89 kWh/m2，风速约为5.69 m/s。假设该站的氢气需求量为每小时 10 公斤或每天 240 公斤。拟议的系统由风力涡轮机、光伏电池板、电解槽、逆变器、氢气罐和电池组成。假设所有产品的寿命都小于 25 年。

“工厂的最佳设计决定了组件的尺寸如下：容量为 298 kW 的光伏电池板、22 台每台 100 kW 的风力涡轮机、30 串 1 kWh 铅酸电池、容量为 1000 kW 的电解槽和容量为 800 公斤的氢气罐，”他们进一步解释说。

他们的分析表明，光伏机组的发电量高达300,425千瓦时/年，风力涡轮机的发电量为6,697,566千瓦时/年。电解槽的年能耗约为 3,972,059 kW，年产量估计为 85,595 kg。此外，电絮凝厂每年可产生 262,678 kWh 的电力。

通过他们的技术经济分析，学者们发现该系统可能已经实现了其生产的氢气的低价水平。他们总结说：“氢气（LCH）的平准化成本为2.89欧元（3.12美元）/公斤氢气，而净现值成本（NPC）为549万欧元，不包括压缩机单位成本。“风力涡轮机和电解槽系统的NPC最高。因此，项目和LCH的整体NPC将受到风电场和电解槽相应成本增长或下降的重大影响。

他们的研究结果发表在《工程成果》杂志上的“绿色制氢的最佳独立风光电站系统：加氢站案例研究”中。该研究由捷克共和国俄斯特拉发技术大学、埃及梅努菲亚大学、扎加齐格大学、开罗大学和科威特大学的科学家进行。