Wyznaczanie wartości czasu wykorzystania mocy zainstalowanej elektrolizera zasilanego z farmy fotowoltaicznej

• Autorzy: Ceran Bartosz , Wróblewski Robert

Identyfikatory

DOI

10.33223/zn/2023/11

Warianty tytułu

EN

Determination of the value of the time of using the installed power of the electrolyser supplied from the photovoltaic farm

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W rozdziale przedstawiono przykłady inwestycji w technologie wodorowe w Polsce. Przedstawiono wyniki analizy energetycznej układu farma fotowoltaiczna–elektrolizer do produkcji czystego, zielonego wodoru. Zdefiniowano wzór na czas wykorzystania mocy zainstalowanej elektrolizera zasilanego z farmy PV oraz wyznaczono jego wartość. Przedstawiono profil produkcji energii elektrycznej przez farmę PV. Obliczenia wykonano na podstawie danych nasłonecznienia dla lokalizacji miasta Poznania. Przytoczono wzór na wartość mocy generowanej przez farmę PV oraz wzory pozwalające określić roczną wartość masy wyprodukowanego wodoru. Przebadano wpływ wartości stosunku mocy elektrolizera do mocy farmy fotowoltaicznej (PEL/PPV) na wartość czasu wykorzystania jego mocy zainstalowanej. Wyniki analizy przedstawiono w formie graficznej za pomocą charakterystyki PEL/PPV = f(TEL). Zaproponowano metodologię doboru mocy i pojemności baterii elektrochemicznej w celu zwiększenia produkcji wodoru.

EN

The chapter presents examples of investments in hydrogen technologies in Poland. The results of the energy analysis of the photovoltaic farm-electrolyser system for the production of pure, green hydrogen are presented. The formula for the use of the installed power of the electrolyser supplied from a PV farm was defined and its value was determined. The profile of electricity production by a PV farm was presented. The calculations were made on the basis of insolation data for the city of Poznań. The formula for the value of the power generated by the PV farm and the formulas allowing to determine the annual value of the mass of produced hydrogen were presented. The influence of the ratio of the electrolyser power to the power of a photovoltaic farm (PEL/PPV) on the value of the utilization time of its installed power was investigated. The results of the analysis are presented graphically by means of the PEL/PPV = f(TEL) characteristic. A methodology for selecting the power and capacity of an electrochemical battery was proposed to increase hydrogen production.

Słowa kluczowe

PL

wodór; elektrolizer PEM; analiza energetyczna; bateria elektrochemiczna

EN

hydrogen; PEM electrolyser; energy analysis; electrochemical battery

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 111
• Strony: 131--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ceran Bartosz

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki, Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-0207-3193

autor

Wróblewski Robert

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki, Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-3256-6028

Bibliografia

• 1. Bartosik M. i in. 2016 – Bartosik, M., Kamrat, W., Kaźmierkowski, M., Lewandowski, W., Pawlik, A., Peryt, T., Skoczkowski, T., Strupczewski, A. i Szeląg, A. 2016 – Magazynowanie energii elektrycznej i gospodarka wodorowa. Przegląd Elektrotechniczny 92/12, s. 332–340, doi : 10.15199/48.2016.12.78.
• 2. Ceran, B. 2019 – The concept of use of PV/WT/FC hybrid power generation system for smoothing the energy profile of the consumer. Energy 167, s. 853–865, DOI: 10.1016/j.energy.2018.11.028.
• 3. Ceran, B. 2020 – Multi-Criteria comparative analysis of clean hydrogen production scenarios. Energies 13(16), DOI: 10.3390/en13164180.
• 4. Ceran, B. 2022 – Analiza energetyczna pracy układu instalacja fotowoltaiczne – elektrolizer przeznaczonego do produkcji wodoru. Zeszyty Naukowe Instytutu gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 1(110), s. 119–128, DOI: 10.24425/140531.
• 5. Chmielniak T. i in. 2022 – Chmielniak, T., Skorek-Osikowska, A. i Bartela, Ł. 2022 – Potencjał zastosowania wodoru w polskim systemie energetycznym. Zeszyty Naukowe Instytutu gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN 1(110), s 7–22, DOI: 10.24425/140521.
• 6. DISE, PSEW 2021 – Zielony wodór z OZE w Polsce, Raport 2021. Wykorzystanie energetyki wiatrowej i PV do produkcji zielonego wodoru jako szansa na realizację założeń Polityki Klimatyczno-Energetycznej UE w Polsce, Dolnośląski Instytut Studiów Energetycznych, Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej.
• 7. Kumar, S.S. i Himabindu, V. 2019 – Hydrogen production by PEM water electrolysis – A review. Materials Science for Energy Technologies 2(3), s. 442–454, DOI: 10.1016/j.mset.2019.03.002.
• 8. Widera, B. 2020 – Renewable hydrogen implementations for combined energy storage, transportation and stationary applications. Thermal Science and Engineering Progress 16, DOI: 10.1016/j.tsep.2019.100460.
• 9. Gov 2023 – [Online] Dostępne w: https://www.gov.pl/web/klimat/polska-strategia-wodorowa-do-roku-2030-z-perspektywa- do-roku-2040-opublikowana-w-monitorze-polskim [Dostęp: 28.11.2022].
• 10. PKP ENERGETYKA 2023 – [Online] https://www.pkpenergetyka.pl/Aktualnosci/2022/PKP-Energetyka-z-nowatorskim- systemem-magazynowania-energii-opartym-o-zielony-wodor [Dostęp: 28.11.2022].
• 11. ZEPAK 2023 – [Online] https://www.zepak.com.pl/pl/program-czysta-polska/produkcja-wodoru-w-ze-pak-sa.html [Dostęp: 28.11.2022].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).