光伏氢储能效率刷新至30% | 或有助于解决“弃风弃光”问题

近日,美国斯坦福大学的工程师们使用太阳能光伏电池将太阳能转换成氢气存储起来,据悉可将30%的太阳能吸收利用并以氢气的形式存储起来,太阳能制氢效率刷新了之前24.4%的历史最高纪录。[1]

氢存储 弃光弃风

太阳能制氢的基本原理就是先使用太阳能光伏发电,然后将水电解得到氢气和氧气。需要注意的是,该研究团队此次试验采用的是高效率但昂贵的III-V族半导体材料的多结芯片,其光电转换效率可达40%左右,而普通的单/多晶硅太阳能光伏光电转换效率一般不超过20%。

氢储能的优势

氢气作为一种理想的能量载体,具有以下优点:

1)氢气能以极高的转换效率(50%-90%)转化为电能或者其他燃料;

2)氢气可以作为太阳能、风能等可再生能源波动性和不稳定性的补偿;

3)氢气能以气态、液态甚至固态形式存储;

4)氢气可以长距离通过管道或气罐进行运输;

5)氢气是一种高能量重量比的燃料(142MJ/kg),远高于化石燃料;

6)氢气燃烧的最终产物只有水,使用中不会有污染物的排放。

近年来,我国太阳能光伏、风力发电发展迅速,“弃风”、“弃光”问题严峻,氢储能可为解决“弃风”、“弃光”问题开辟的新思路。[2]

解决“弃风弃光”问题

以太阳能光伏发电制氢储能技术为例,其核心思想是当太阳能充足但无法上网、需要弃光时,利用光电将水电解制成氢气(和氧气),将氢气储存起来;当需要电能时,将储存的氢气通过不同方式(内燃机、燃料电池或其他方式)转换为电能输送上网。

参考资料:
[1] 斯坦福大学:Stanford engineers set record for capturing and storing solar energy in hydrogen fuel
[2] 能源圈:《氢储能:解决“弃风弃光”问题的新思路》

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