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最具有潜力的太阳能辅助技术,荷兰研发光电电解电池与光伏电解

2020-08-13 18:19
微锂电
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导读:荷兰研究人员分析了两种最有前途的太阳能辅助技术来生产绿色氢气,基于氢气的平均成本。他们发现,光伏发电制氢的成本最低,为每公斤6.22美元,太阳能与氢气的效率比为10.9%。

荷兰研发光电电解电池与光伏电解   最具有潜力的太阳能辅助技术

荷兰乌得勒支大学的一个研究小组比较了两种最有前途的太阳能辅助制氢技术:直接将太阳辐射转化为氢气的光电化学(PEC)系统和离网的光伏供电的电解器(PV-E)。

他们在《国际氢能杂志》上发表了他们的研究报告可再生氢生产光电电池和光电电解的技术经济比较。他们的结论是光电化学相对于电解器的潜在技术经济利益是不确定的和有限的。

科学家们通过考虑标准的电解器设计和未来大规模应用的预期的光电化学设计,计算了两种技术的氢(LCOH)的水平成本。

研究人员说:“尽管在过去几年对光电化学技术进行了密集和有前途的研究,但目前还没有一种系统可以投入商用。本论文将分析光电化学设备是否以及在什么条件下能够通过光伏电解太阳能制氢。”

该集团根据投资费用、收入和工厂整个生命周期的成本,贴现到参考日期,计算出技术的最低成本。两个系统的生产速度定为每天10吨,而制氢的时间框架为20年。

他们在加利福尼亚州的达格特进行了演示,因为那里的日辐照度为每平方米6.19千瓦时。安装费用假定为两个系统的资本成本的20%。

学者们说:“电解器系统的安装需要更多的电缆和电解槽的安装。另一方面,光电化学系统需要更多的管道,此外还要安装压缩机。”

电解器系统的设计目的是通过优化光伏发电机组的规模和电解槽的规模来平衡电解槽的高成本。所演示的电解槽总效率为10.9%。

对于光电化学系统,研究人员选择了效率为10%的非集中面板。它基于单液-固结设计,将光电极的一侧浸入电解液中。研究人员说:“太阳能电池板的一部分必须承受电化学反应和腐蚀,而另一部分必须与环境空气接触。”

研究人员表明,电解器系统可以实现每公斤6.22美元的LCOH。他们的结论是,由于规模经济,未来电解槽的系统平衡(BoS)成本可能会再次下降。

研究人员表示:“电解槽的成本比光伏系统的成本要高,如果不优化这两种植物成分的规模,这个差距会更大。”

研究人员还表示,如果BoS成本和光伏组件价格再下降50%,未来LCOH可以达到3.76美元/公斤。光电化学系统的LCOH比光电化学系统高2美元,为8.43美元/公斤,而光电化学模块几乎占整个系统成本的一半。

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