Íránská výzkumná skupina vyvinula solární vícegenerační systém. Ten kombinuje fotovoltaicko-tepelné moduly s organickým Rankinovým cyklem, elektrolyzérem s protonovou výměnou membrány a zkapalněným zemním plynem. Ideální systém má účinnost exergie 16,24 %, nákladovou sazbu 110 Kč za hodinu a 33,32 kW čisté elektrické energie.
Výzkumná skupina vedená islámskou univerzitou Azad v Íránu navrhla polygenerační systém pro výrobu elektřiny, tepla a zeleného vodíku. Údajně má účinnost exergie 16,24 %.
„Náš systém kombinuje fotovoltaicko-tepelné (PVT) moduly s organickým R ankinovým cyklem (ORC), elektrolyzérem s protonovou výměnnou membránou (PEM) a zkapalněným zemním plynem (LNG),“ řekl výzkumník Ehsanolah Assareh. ,,Má schopnost dodávat elektrickou a tepelnou energii, vodík a kyslík.“
Systém byl navržen s PVT kolektory, zásobníky teplé a studené vody a dvěma čerpadly. Voda se používá jako pracovní tekutina pro PVT panely. Přebytečné teplo z vrstvy FV je akumulováno v desce absorbéru a skelná vata snižuje tepelné ztráty z desky absorbéru a trubek.
Horká voda se poté posílá do horké nádrže. Zatímco horká kapalina se čerpá do jednotky ORC, která jako pracovní tekutinu používá propan. Nasycená kapalina ORC pak generuje energii v turbíně.
,,Jakmile tekutina opustí výparník, vstupuje do turbíny a expanduje, aby vytvořila mechanickou práci,“ vysvětlili vědci. „Vygenerovaná mechanická energie pohání elektrický generátor připojený k turbíně a vyrábí elektrickou energii. Nakonec se tekutina z výstupu turbíny převede do kondenzátoru, kde se odvede jako teplo.“
Solární vícegenerační systém
Kapalina pak opouští turbínu a je převedena do kondenzátoru a studená energie LNG je využívána jako chladič.
„Snížený tlak v organickém Rankinově cyklu (ORC) a zvýšený výstupní výkon ORC jsou dvě výhody použití technologie rekuperace studené energie LNG. Teplota LNG je relativně nízká,“ uvedli vědci. „Pumpa se používá ke stlačování LNG na vysoký tlak. Stlačený LNG se přivádí do kondenzátoru, aby kondenzoval výfukové páry z turbíny ORC. A následně se odpařuje na zemní plyn (NG) ve výměníku tepla. Když přehřátý NG vstupuje do LNG turbíny, zvyšuje se pokles entalpie a generuje se více elektrické energie.
Návrh konfigurace
V navržené konfiguraci systému odebírá elektrolyzér energii pro výrobu vodíku z turbíny ORC. Zatímco kyslík určený pro lékařské aplikace se vyrábí prostřednictvím turbíny LNG.
Íránská skupina použila nástroje umělé inteligence (AI) jako nedominovaný genetický algoritmus třídění (NSGA- II) a techniku pro pořadí preference podle podobnosti k ideálnímu řešení (TOPSIS) k posouzení ekonomické životaschopnosti systému. Zjistili, že ideální systém má účinnost exergie 16,24 %, nákladovou sazbu 110 Kč/
„Zjištění odhalují, že v Teheránu, Dubaji, Paříži a Londýně je nejkritičtější měsíční elektrická energie generovaná PVT kolektory 9 390 kWh, 8 666 kWh, 7 050 kWh a 7 040 kWh,“ uvedli vědci. „Kromě toho se pohybuje maximální měsíční produkce vodíku pro lokality 62 kg, 75 kg, 17 kg a 14 kg.
Systém popsali v „Inovativní integrovaný solární polygenerační systém pro výrobu zeleného vodíku, kyslíku, elektřiny a tepla“, který se nedávno publikoval v Energy Conversion and Management. Výzkumný tým zahrnuje vědce z University of Sharjah ve Spojených arabských emirátech, University of Aalborg v Dánsku a Université de Monastir v Tunisku.
„Budoucí výzkum by se mohl zaměřit na návrh a optimalizaci navrhovaného integrovaného energetického systému, který by zajistil vytápění, chlazení a elektrické zatížení budovy a zatížení vodíkových vozidel, “ uzavřeli. ,,Navíc se doporučuje experimentální studie navrhované polygenerace.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol
