太阳能制氢发电系统的负荷和电解槽优化管理

太阳能制氢发电系统的负荷和电解槽优化管理

在化石燃料逐渐枯竭、汽车排放法规日益严格的情况下，以氢气为燃料的氢燃料汽车得以发展。氢气资源丰富并可采用多种方式制取，且氢燃烧不排放HC和CO。因此，可利用太阳能制氢。在太阳能制氢发电系统工作时，光伏阵列将捕获的太阳辐射能转换成电能，电能传输到与之相连的电气装置中。当系统产生的电能超过需要提供的负荷时，将多余的电能传输到电解槽中，用以电解水生成氢气并储存。当系统产生的电能不足以维持系统运行所需的电能时，电解槽关闭，燃料电池被打开以满足电能需求。由于太阳辐射能的实时变化，因此要求电解槽能够随光伏阵列所捕获太阳辐射能的变化而变化。

介绍了太阳能制氢发电系统，该系统主要包括光伏阵列、直流转换器、质子交换膜电解槽、质子交换膜燃料电池、低压氢气和固态氢气存储装置、直流/交流逆变器。试验是将不同频率下的脉冲信号输入到电解槽中，对输入信号响应时间进行测量。试验在澳大利亚皇家墨尔本理工大学可再生能源试验室进行，测试装置包括信号发生器、直流电源、万用表、一个改进的双极晶体管、质子交换膜电解槽和数字阴极射线示波器。测试过程中，输入脉冲信号的频率从50Hz逐渐升至100kHz，记录电解槽的响应时间。试验结果表明，输入信号频率越大，电解槽达到稳定状态需要的响应时间就越长，响应时间的变化范围为7.5～150ms。通过对电解槽瞬态响应的分析，有利于更精确控制太阳能制氢发电系统的设计。

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

作者：John Andrews et al

编译：李臣