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德國(guó)研究中心Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍ Ｊüｌｉｃｈ?。牵恚猓鹊目茖W(xué)家最近進(jìn)行了一項(xiàng)研究，提出了一種優(yōu)化模型，將屋頂光伏陣列的太陽(yáng)能發(fā)電與混合氫存儲(chǔ)在一個(gè)自給自足、絕緣良好、高效節(jié)能的住宅建筑中。
該模型根據(jù)技術(shù)選擇和各單元的能力提供了塑造混合動(dòng)力系統(tǒng)所需的信息。研究人員解釋說(shuō)：“我們首次展示了配備液態(tài)有機(jī)氫載體（ＬＯＨＣ）存儲(chǔ)系統(tǒng)和可逆固體氧化物電池（ｒｓｏｃ）的熱集成氫存儲(chǔ)單元如何使僅在屋頂安裝光伏的住宅建筑實(shí)現(xiàn)成本效益高、自給自足?！彼麄冄a(bǔ)充說(shuō)，之所以選擇這種配置，是因?yàn)椋蹋希龋么鎯?chǔ)能夠以相對(duì)較小的容量為光伏發(fā)電提供成本效益高的供應(yīng)。
ｌｏｈｃ是一種有機(jī)化合物，可以通過(guò)化學(xué)反應(yīng)吸收和釋放氫氣。該德國(guó)集團(tuán)表示：“ＬＯＨＣ存儲(chǔ)系統(tǒng)的往返效率（電對(duì)電）為３０－４０％，無(wú)需熱回收。”在這個(gè)過(guò)程中，高達(dá)７０％的電能被轉(zhuǎn)化為熱量。住宅建筑提供了利用這一巨大份額的能源用于房間供暖或吸附冷卻的機(jī)會(huì)。”
ｒＳＯＣ技術(shù)將燃料電池的操作和電解結(jié)合成一個(gè)單元，能夠以氫氣的形式存儲(chǔ)多余的電力，并再次產(chǎn)生電能和熱量。“我們假設(shè)燃料電池模式下的ｒＳＯＣ以４５％的電效率和３５％的熱效率運(yùn)行，以為脫氫過(guò)程解耦足夠的熱量，”學(xué)者強(qiáng)調(diào)說(shuō)?！盁峒蓪⑼惦娦侍岣叩郊s４０％，降低了住宅供暖子系統(tǒng)的熱量使用?！?/span>
他們指出，ｒＳＯＣ系統(tǒng)目前正處于實(shí)驗(yàn)水平，其在住宅建筑中的性能是根據(jù)使用單獨(dú)固體氧化物燃料和電解電池的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估的。
在擬議的配置中，光伏系統(tǒng)的直流電源直接連接到混合氫系統(tǒng)、鋰離子電池、電熱水器和逆變器，后者反過(guò)來(lái)為家庭和熱泵提供交流電流。該建筑的房間采暖需求估計(jì)為每年１８．６千瓦時(shí)／平方米。該研究指出：“一個(gè)１８７平方米的居住面積和４個(gè)居民的模擬年能源需求是４０６２千瓦時(shí)的電力和３４８１千瓦時(shí)的熱量?！?/span>
分析表明，該建筑的光伏容量為２６．８千瓦，需要大量的季節(jié)性儲(chǔ)存能力，可以實(shí)現(xiàn)能源自給自足。研究小組補(bǔ)充說(shuō)：“由于只有電池儲(chǔ)能，需要一個(gè)相對(duì)較大的熱泵，額定功率為６．８千瓦，儲(chǔ)能為４５８．９千瓦時(shí)，儲(chǔ)能為６０．０千瓦時(shí)（１．０?。?），以確保冬季低光伏發(fā)電期間的供應(yīng)。”相比之下，如果采用混合氫系統(tǒng)，建筑陽(yáng)光較少的西北部分對(duì)光伏容量的需求就會(huì)更少，每裝機(jī)容量的光伏使用系數(shù)就會(huì)更高?！翱梢杂^察到，減少的發(fā)電能力變成了比鋰離子電池（ＬＩＢ）情況下的電池容量大１０倍的氫存儲(chǔ)容量，”論文強(qiáng)調(diào)。
與采用電池儲(chǔ)能和無(wú)氫系統(tǒng)的系統(tǒng)相比，采用ｒＳＯＣ ＬＯＨＣ技術(shù)的系統(tǒng)據(jù)稱前期投資成本可降低８０％。“在ＬＩＢ?。颍樱希谩。蹋希龋们闆r下，ｒＳＯＣ最優(yōu)解決方案的投資成本為７１９０歐元，額定功率為０．９１ ｋＷ（７９０１€／ｋＷ），”該研究的作者總結(jié)道?！坝捎冢颍樱希脤⑷剂想姵睾碗娊夤δ芙Y(jié)合在一個(gè)組件中，這個(gè)價(jià)格可以在２０３０年的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)?！?/span>
該系統(tǒng)在最近發(fā)表在《國(guó)際氫能雜志》（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ?。铮妗。龋洌颍铮纾澹睢。牛睿澹颍纾┥系囊黄撐闹刑岢?。
