研究目的
研究利用太阳能光伏电能在中东和北非地区实现氢气生产、储存、运输及甲烷化的可行性与成本优化方案。
研究成果
中东和北非地区利用光伏发电制氢的潜力巨大,特别是在光照更充足的区域。然而,提高制造效率以降低电解槽电极和光伏面板的材料成本,同时在整个行业实施适当的政策和支持机制,仍是未来太阳能制氢经济可行性的主要驱动因素。
研究不足
光伏板的资本成本和融资成本是太阳能制氢可行性的主要决定因素。与利用该地区丰富天然气资源发电的成本相比,太阳能氢气的甲烷化在经济上仍面临挑战。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用日本工业标准JIS C8907:2005对太阳能发电系统及模拟进行建模,构建一个与制氢电解槽结合的100兆瓦并网光伏电站,利用中东和北非地区的空间数据。
2:样本选择与数据来源:
从NASA网站下载中东和北非地区各位置的气候数据,包括辐照度、辐照角、风速和地表温度。
3:实验设备与材料清单:
该系统由容量为100兆瓦的固定倾角多晶硅光伏组件、十台额定负载为10兆瓦的电解装置、一个8000公斤的储氢罐以及一个甲烷化单元组成。
4:实验步骤与操作流程:
模型计算具有最高全球水平辐照度(GHI)的最优面板倾角,然后计算日均发电量的年平均值。同时计算扣除氢气缓冲压缩机所需负载后的电解槽负载。
5:数据分析方法:
基于7%的折现率,在25年期限内,模型计算净现值(NPV)和电力平准化成本(LCOE)。
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PV modules
Fixed-tilt multicrystalline silicon
Generate electricity from solar energy
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Electrolyzer
10 MW each
Produce hydrogen through electrolysis
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Hydrogen storage tank
Store produced hydrogen
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Methanation unit
Convert hydrogen and carbon dioxide into methane
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