Nový výzkum z Velké Británie ukazuje, že Omán by mohl sloužit k využití plovoucí fotovoltaické farmy na přehradě Wadi Dayqah pro výrobu vodíku. Vědec řekl, že projekt je technicky životaschopný. A to ačkoli pouze s pokroky v technologii skladování vodíkové energie by mohl být ekonomicky proveditelný.
Vědci z University of Exeter ve Spojeném království zkoumali potenciál instalace plovoucí FV (FPV) farmy na ománské přehradě Wadi Dayqah. A také její následné propojení se systémem skladování vodíku.
Pomocí několika softwarových programů pro simulaci a optimalizaci velikosti projektu výzkumníci zjistili, že projekt je technicky životaschopný. A to i když s relativně vyššími vyrovnanými náklady na vodík (LCOH).
„Navrhované umístění systému FPV je přehrada Wadi Dayqah. Ta se nachází v severovýchodní oblasti sultanátu Omán, asi 83 km jihovýchodně od Muscatu v Kurajátu,“ uvedli vědci. „Nádrž o rozloze 350 ha tvoří dvě hráze. Přehrada se může pochlubit ročním průměrným globálním horizontálním ozářením 2 083,6 kWh/m2 a udržuje průměrnou roční okolní teplotu 28,43 °C.
Použití softwaru PVsyst
Výzkumníci použili software PVsyst ke konstrukci systému FPV. V nádrži identifikovali plochu 130 000 m2 s minimálním zastíněním od okolních hor. Poté simulovali použití bifaciálního křemíkového monokrystalického modulu s výkonem 635 W a účinností 20,5 %. Náklady na systém se odhadnuly na 29 tis. Kč/kW s očekávanou životností 25 let.
„Vzhledem k nedostatku konkrétních údajů o roční spotřebě elektřiny na domácnost v Ománu se učinil předpoklad s použitím průměrné velikosti domácnosti v Ománu 7,2 jednotlivců a roční spotřeby elektřiny na hlavu v Ománu 8,274 MWh,“ uvedli akademici. „Z tohoto výpočtu vychází odhadovaná roční spotřeba elektřiny na domácnost 60 MWh/rok. Toto číslo bylo poté použito k určení počtu domácností, které navrhovaný systém může pokrýt jejich elektrické požadavky.“
Pro systém skladování vodíku byl použit software HOMER Pro k optimalizaci jeho velikosti s minimálními náklady na energii. Vědci předpokládali použití elektrolyzéru s protonovou výměnnou membránou (PEM) s kapitálovými náklady 58 tis. Kč/kW a životností 15 let a palivový článek PEM s cenou 58 tis. Kč/kW a životností 60 000 hodin. Dále taky nádrž na vodík, která stojí 23 tis. Kč/kW a vydrží 15 let; a konvertor s cenou 7 tis. Kč/kW a vydrží 15 let.
Využití plovoucí fotovoltaické farmy v Ománu
Co se týče akumulačního systému, optimalizační nástroj indikoval optimální kapacitu elektrolyzéru 22 MW, akumulační nádrž 60 000 kg, palivový článek 13 MW a konvertor 12,4 MW. „S instalovaným výkonem 26,57 MW systém FPV obsahuje 41 847 bifaciálních modulů. Systém demonstruje specifickou rychlost výroby 1947 kWh/kWp/rok, což vede k celkové roční produkci energie 51,734 GWh/rok,“ dodali vědci.
Zjistilo se, že celý systém vyrobí 65,516 GWh elektřiny ročně, přičemž systém FPV představuje 79 % celkové výroby elektřiny. Zatímco palivový článek tvoří zbývajících 21 %. „Modelovaný systém dosahuje podílu obnovitelných zdrojů 100 %. Což prokazuje jeho schopnost pokrýt 100 % poptávky po energii pomocí obnovitelných zdrojů. Domácí elektrická zátěž ročně spotřebuje 25,3 GWh, což představuje 422 domácností,“ upřesnil výzkumný tým.
Ekonomická analýza systému přehrady vedla k vysokým vyrovnaným nákladům na elektřinu (LCOE) ve výši 22 Kč/kWh a LCOH ve výši 690 Kč/kg. Což je připisováno značným kapitálovým a provozním nákladům spojeným s rozsáhlými komponentami systému a ztrátami neefektivity palivových článků. „Ekonomická životaschopnost se může v budoucnu zlepšit díky pokroku v technologii skladování vodíkové energie a rostoucím cenám fosilních paliv,“ uzavřeli akademici.
Jejich zjištění se prezentovala v „Zkoumání integrace technologie plovoucí fotovoltaiky (FPV) s energií vodíku (H2) pro výrobu elektřiny pro domácí použití v Ománu“. To se publikovalo v International Journal of Hydrogen Energy.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
