希倍优氢能：离网风光耦合制绿氢研究取得重要进展
2024-04-23 09:59 [新能源要闻] 来源于：希倍优 作者：希倍优
导读：为解决离网风光耦合制取绿氢的卡脖子问题，苏州希倍优氢能源科技有限公司与姑苏实验室、固德威技术股份有限公司、苏州科技大学等机构合作，在苏州构建离网光伏电解水制绿氢系统，旨在解决绿氢制取的难题。该系统包括宽负载功率电解槽及离网制氢电源，实现了
|
为解决离网风光耦合制取绿氢的卡脖子问题，苏州希倍优氢能源科技有限公司与姑苏实验室、固德威技术股份有限公司、苏州科技大学等机构合作，在苏州构建离网光伏电解水制绿氢系统，旨在解决绿氢制取的难题。该系统包括宽负载功率电解槽及离网制氢电源，实现了离网光伏电流驱动碱性电解槽制绿氢，氢气无须提纯即可达99.98%以上。
图为离网光伏电解水制氢系统。其中，图（a）是屋顶离网光伏系统，图（b）和（c）是碱性电解槽及其后处理系统。
根据离网光伏和风电波动性的特点，希倍优氢能定制了宽负载功率电解槽系统，额定输入电压200V，直流能耗≤4.1kW·h/Nm³，电流密度3200 A/㎡，可在额定负载30%—110%范围内动态运行，能匹配光伏电流的波动性特点。在正常光照强度波动下，电解槽出口氢气无须进行提纯即可稳定达到99.98%，在最佳工况下直流能耗低至4.0 kW·h/Nm³。电解槽还可以承受极端电流扰动，可在30秒内响应5倍的电流波动。实验过程中，整个光伏制氢系统可将100%额定负载功率30秒内降至30%，或将30%负载功率30秒内升至100%，期间，氢气纯度始终维持在99.8%以上。
图为 离网光伏电解水制氢实验。其中，图（a）是碱性电解水槽操作界面，图（b）是离网光伏电解水制氢的氢气纯度随光照和电流的变化。绿色区域内为正常光照变化下的氢气纯度，棕色区域为人工模拟极端情况下将输出电流调整数倍导致的氢气纯度变化。
依据光照能源波动性的特点，苏州科技大学唐叔贤院士团队采用IGBT方案开发设计了新型离网光伏制氢电源，预留交流电（AC）接口，融合DC/DC和AC/DC电源转化模块，动态追踪光伏的最大输出功率点（MPP），通过优化系统软件算法实现直流电（DC）和交流电（AC）耦合转化成电解槽所需的直流电（DC），使制氢电源可稳定输出约200V电压，并根据光照强度变化动态改变输出电流，进而调整电解槽工作IV曲线，最大程度上优化界面耦合，使得光伏直流电转换成电解槽所需直流电的效率并达到96%，匹配电解槽运行工况。运行过程中，氢氧纯度达到电解槽的设计标准。未来制氢电源的AC接口可以接入风电，实现纯离网风光互补耦合制绿氢。
图为基于IGBT方案设计的200V制氢电源系统。其中，图（a）是设计原理，图（b）是研制的制氢电源设备。
在当前全球能源转型的大背景下，如何生产平价绿氢正受到越来越多关注。在新疆、内蒙古等风力、光照资源丰富的地区，光伏、风电的发电成本已降至0.1元/度。按此电价估算，采用纯离网风光互补的碱性电解水制氢价格可以降至每千克9元，相较于传统的制氢方式，这一价格无疑更具竞争力。
（编辑：韩语） |
总投资10亿元 派瑞氢推荐文章
热点阅读
