Analiza energetyczna pracy układu instalacja fotowoltaiczna–elektrolizer przeznaczonego do produkcji wodoru
[ 1 ] Instytut Elektroenergetyki, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
EN Energy analysis of the system PV–electrolyser designed for the production of hydrogen
2022
rozdział w monografii naukowej
polski
- wodór
- elektrolizer PEM
- analiza energetyczna
- straty energii
- hydrogen
- PEM electrolyser
- energy analysis
- energy losses
PL W publikacji przedstawiono wyniki analizy energetycznej układu farma fotowoltaiczna–elektrolizer do produkcji czystego, zielonego wodoru. Analizę przeprowadzono dla okresu 10-letniej eksploatacji systemu z uwzględnieniem wpływu spadku wydajności urządzeń na efektywność energetyczną procesu produkcji wodoru. Zdefiniowano równania bilansowe systemu. Na podstawie produkcji energii elektrycznej przez instalacje PV dobrano liczbę pracujących elektrolizerów. Przedstawiono wpływ starzenia się paneli PV na charakterystykę eksploatacyjną PPV = f(E). Opisano model matematyczny przeznaczono do wyznaczania spadku wydajności elektrolizera na podstawie wzrostu wartości napięcia średniego Uav. Wyznaczono zmiany wartości wskaźnika jednostkowego kosztu produkcji wodoru oraz zmiany wartości wskaźnika jednostkowego zapotrzebowania na energię do produkcji 1 kg wodoru. Uzyskane wyniki zaprezentowano w formie graficznej za pomocą wykresów słupkowych. W pracy zwrócono uwagę na fakt, że nieuwzględnianie spadku wydajności urządzeń prowadzi do uzyskania błędnych wyników dotyczących prognozowanej ilości produkowanego wodoru. Wykazano konieczność prowadzania analiz techniczno-ekonomicznych pracy rozpatrywanego systemu w perspektywie długoterminowej.
EN The paper presents the results of the energy analysis of the photovoltaic farm-electrolyser system for the production of clean, green hydrogen. The analysis was carried out for the 10-year period of system operation, taking into account the impact of the decrease in equipment efficiency on the energy efficiency of the hydrogen production process. The system balance equations have been defined. The number of working electrolysers was selected based on the production of electricity by PV installations. The influence of aging of PV panels on the operational characteristics of PPV = f(E) was presented. The described mathematical model is intended to determine the decrease in the efficiency of the electrolyser on the basis of the increase in the value of the average voltage Uav. Changes in the value of the unit cost of hydrogen production and changes in the unit index of energy demand for the production of 1 kg of hydrogen were determined. The obtained results are presented graphically by means of bar charts. The paper emphasizes the fact that ignoring the decrease in the efficiency of the devices leads to erroneous results regarding the forecasted amount of produced hydrogen. The necessity to conduct technical and economic analyzes of the work of the analyzed system in the long term was demonstrated.
119 - 128
CC BY-SA (uznanie autorstwa - na tych samych warunkach)
witryna wydawcy
ostateczna wersja opublikowana
publiczny
20