为解决离网风光耦合制取绿氢的卡脖子问题,希倍优氢能与姑苏实验室、固德威技术股份有限公司、苏州科技大学等机构合作,在苏州构建离网光伏电解水制绿氢系统,旨在解决绿氢的制取的难题。该系统包含宽负载功率电解槽及离网制氢电源,实现了离网光伏电流驱动碱性电解槽制绿氢,氢气无须提纯即可达到99.98%以上。
根据离网光伏和风电波动性的特点,希倍优氢能定制了宽负载功率电解槽系统,额定输入电压200V,直流能耗≤4.1kW·h/Nm³,电流密度3200 A/㎡,可在额定负载30%-110%范围内动态运行,能匹配光伏电流的波动性特点。在正常光照强度波动下,电解槽出口氢气无须进行提纯即可稳定达到99.98%,在最佳工况下直流能耗低至4.0 kW·h/Nm³。电解槽还可以承受极端电流扰动,可以在30秒内响应5倍的电流波动。实验过程中,整个光伏制氢系统可以将100%额定负载功率30秒内降至30%,或者将30%负载功率30秒内升至100%,过程中氢气纯度始终维持在99.8%以上。
依据光照能源波动性的特点,苏州科技大学唐叔贤院士团队采用IGBT方案开发设计了新型的离网光伏制氢电源,预留交流电(AC)接口,融合DC/DC和AC/DC电源转化模块,动态追踪光伏的最大输出功率点(MPP),通过优化系统软件算法实现直流电(DC)和交流电(AC)耦合转化成电解槽所需的直流电(DC),使制氢电源可稳定输出约200V电压,并根据光照强度变化动态改变输出电流,进而调整电解槽工作IV曲线,最大程度上优化界面耦合,使得光伏直流电转换成电解槽所需直流电的效率达到96%,完美匹配电解槽运行工况,运行过程中氢氧纯度达到电解槽的设计标准。未来制氢电源的AC接口可以接入风电,实现纯离网风光互补耦合制绿氢。
在当前全球能源转型的大背景下,如何生产平价绿氢正受到越来越多的关注。在新疆、内蒙古等风力、光照资源丰富的地区,光伏、风电的发电成本已经降至0.1元/度。按此电价估算,采用纯离网风光互补的碱性电解水制氢价格可以降至9元/kg H2,相较于传统的制氢方式,这一价格无疑更具竞争力。
离网风/光制绿氢技术,将成为未来能源发展的重要趋势。希倍优氢能设计的宽功率负荷碱性电解槽设计与离网制氢电源联合,对推动国内绿氢开发有着重要影响。展望未来,希倍优氢能源将持续致力于这一领域的创新研发,为构建清洁、可持续的能源未来贡献力量。