太陽能制氫發電系統的負荷和電解槽優化管理

太陽能制氫發電系統的負荷和電解槽優化管理

在化石燃料逐漸枯竭、汽車排放法規日益嚴格的情況下，以氫氣為燃料的氫燃料汽車得以發展。氫氣資源豐富并可采用多種方式制取，且氫燃燒不排放HC和CO。因此，可利用太陽能制氫。在太陽能制氫發電系統工作時，光伏陣列將捕獲的太陽輻射能轉換成電能，電能傳輸到與之相連的電氣裝置中。當系統產生的電能超過需要提供的負荷時，將多余的電能傳輸到電解槽中，用以電解水生成氫氣并儲存。當系統產生的電能不足以維持系統運行所需的電能時，電解槽關閉，燃料電池被打開以滿足電能需求。由于太陽輻射能的實時變化，因此要求電解槽能夠隨光伏陣列所捕獲太陽輻射能的變化而變化。

介紹了太陽能制氫發電系統，該系統主要包括光伏陣列、直流轉換器、質子交換膜電解槽、質子交換膜燃料電池、低壓氫氣和固態氫氣存儲裝置、直流/交流逆變器。試驗是將不同頻率下的脈沖信號輸入到電解槽中，對輸入信號響應時間進行測量。試驗在澳大利亞皇家墨爾本理工大學可再生能源試驗室進行，測試裝置包括信號發生器、直流電源、萬用表、一個改進的雙極晶體管、質子交換膜電解槽和數字陰極射線示波器。測試過程中，輸入脈沖信號的頻率從50Hz逐漸升至100kHz，記錄電解槽的響應時間。試驗結果表明，輸入信號頻率越大，電解槽達到穩定狀態需要的響應時間就越長，響應時間的變化范圍為7.5～150ms。通過對電解槽瞬態響應的分析，有利于更精確控制太陽能制氫發電系統的設計。

網址：http：//www.scientific.net/AMM.511-512.661

作者：John Andrews et al

編譯：李臣