مدل‌سازی و ارزیابی فنی-اقتصادی عملکرد سیستم هیبریدی فتوولتائیک-الکترولایزر غشا تبادل پروتون برای تولید هیدروژن سبز: مطالعه موردی در شمال ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی و فناوری، دانشگاه مازندران

چکیده

این مقاله به مدل‌سازی و بررسی عملکرد فنی و اقتصادی سامانه هیبریدی پنل فتوولتائیک و الکترولایزر غشا تبادل پروتون برای تولید هیدروژن در شرایط آب‌وهوایی استان مازندران می‌پردازد. مدل‌سازی ریاضی پنل فتوولتاییک بر اساس مدل پنج‌پارامتری و الکترولایزر با استفاده از منحنی ولتاژ - جریان حاصل از برازش داده‌های تجربی انجام شده است. داده‌های تابش خورشیدی و دمای شهرستان قائم‌شهر به‌عنوان ورودی مدل استفاده شده و عملکرد سامانه در مقیاس روزانه و فصلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که هر ۱۰ درصد افزایش در تابش، حدود 10 درصد افزایش در تولید هیدروژن به همراه دارد. با افزایش دما از 5 تا 40 درجه سانتیگراد، نرخ تولید هیدروژن کمتر از 2 درصد افزایش یافت که نشان می‌دهد تأثیر قابل توجهی بر عملکرد سیستم ندارد. در حالی که دماهای بالاتر راندمان پنل را کاهش می‌دهند، رسانایی الکترولیت را در الکترولایزر بهبود می‌بخشند. تحلیل تطبیق الکتریکی نشان داد که در اتصال مستقیم، نقطه کار سامانه در اغلب شرایط اقلیمی در نزدیکی نقطه بیشینه توان پنل فتوولتاییک قرار دارد. تحلیل اقتصادی اجرای یک سامانه ۵ کیلوواتی در استان مازندران نشان داد پروژه از نظر اقتصادی قابل توجیه است. همچنین با افزایش قیمت هیدروژن، دوره بازگشت سرمایه به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار