Naukowcy z Uniwersytetu Nauk Stosowanych Hanze w Groningen (Holandia) przyjrzeli się temu, jak można połączyć w małej skali panele słoneczne i niewielką turbinę słoneczną z elektrolizerem do produkcji wodoru oraz magazynem energii w postaci akumulatora litowo-jonowego. Swoimi obserwacjami podzielili się na stronach czasopisma International Journal of Hydrogen Energy.
Czytaj też: Tak blisko Polski mamy największe na Ziemi złoże wodoru. Jest niczym podziemne jacuzzi
Jak doskonale wiemy, produkcja energii z paneli słonecznych i turbin wiatrowych jest bardzo nieregularna i zależna od warunków pogodowych. Często dochodzi do generacji nadwyżek. W takich sytuacjach najlepiej gdzieś tę nadprodukowaną energię przechować. Uczeni z Holandii pomyśleli, że elektrolizer do produkcji wodoru oraz akumulator litowo-jonowy mogą być dobrym rozwiązaniem.
Z fotowoltaiki i turbin wiatrowych wyprodukujesz dla siebie wodór i energię
Przeprowadzili oni symulację konkretnego scenariusza dla typowego holenderskiego domu jednorodzinnego, którego roczne zapotrzebowanie na energię wynosi 4 MWh. Przyjęto warunek, że gospodarstwo nie jest połączone do zewnętrznej sieci elektroenergetycznej. Jedynym źródłem generacji energii miała być fotowoltaika i małe turbiny wiatrowe.
Czytaj też: Polacy wyznaczają wodorowe trendy. Wielopaliwowy system od Orlenu przeszedł już testy
Założono, że nadwyżki z generacji energii będą kierowane do elektrolizera PEM (z membraną do wymiany protonów) produkującego wodór i cechującego się mocą 4,5 kW. W składzie systemu uwzględniono także zbiornik magazynujący wodór o pojemności 0,85 m3, jednostkę oczyszczającą do wody o mocy 0,8 kW, wodorowe ogniwo paliwowe i akumulator litowo-jonowy. Co wykazała symulacja?
System działał najwydajniej dla paneli słonecznych o mocy 2,65 kW nachylonych pod kątem 35 stopni w kierunku południowym. Wielkość elektrolizera okazała się zbyt duża, ponieważ w żadnym momencie symulacji nie działał on z pełną mocą. Zatem w przypadku rzeczywistych scenariuszy można zastosować mniejsze i tańsze modele. Optymalną pojemność akumulatora ustalono na 3 kW – podają naukowcy.
Co ciekawe, o wiele korzystniejsze finansowo i energetycznie było korzystanie z energii wiatrowej niż z fotowoltaiki. Najbardziej opłacalna była jednak kombinacja obydwu tych źródeł energii. Jeśli chodzi natomiast o jednostkę oczyszczającą, to jej zużycie energii miało znikomy wpływ na cały system.
Czytaj też: Wodór na wojnie. Południowokoreański dron sięgnął po paliwo przyszłości i zyskał nowe możliwości
Symulacja holenderskich naukowców ukazała nam, że odnawialne źródła energii można (a może wręcz i trzeba) łączyć z dodatkowymi systemami magazynującymi energię. Nie muszą to być tylko instalacje bateryjne, ale można też wykorzystać systemy operujące na paliwie wodorowym. Czy zatem teoretyczne dywagacje uczonych zostaną przekute teraz w rzeczywiste rozwiązanie? Odpowiedzi na to pytanie niestety jeszcze nie znamy.