太阳能波动特性大数据分析与风光互补耦合制氢系统集成

摘要：

太阳能是一种可持续的能源,然而其随机和间歇的波动特性制约了其大规模高渗透率应用.从分析风力和光照的基础特性出发,通过国际气象组织和航天机构的数据库中挖掘和整合数据,运用频谱分析、滤波分析,揭示了风能与光能均存在日(24 h)和年(8760 h)的波动周期;并指明了风能和光能波动周期的相位差,构成了风光能互补以平抑波动性的科学基础.对我国北方和西北多个地区的数据分析表明,当地风能与光能之间的日周期波动相位差为7个多小时,年周期波动相位差为5个多月,风能和光能的耦合对单独能源的波动具有平抑效果.由此构建了大规模稳定性风光耦合制氢供氢系统的容量配置设计准则,选用合适的蓄电池组和储氢罐,实现供氢波动率在10％以下,供氢规模达7500吨/年.该系统的单位制氢成本为25.5 CNY/kg H2,显著低于单独风能或单独光能制氢的成本;CO2排放强度为2.34 kg CO2/kg H2,优于未互补耦合的太阳能制氢系统.

关键词：太阳能、风能光能耦合、数据挖掘、多尺度建模、制氢、集成

所属期刊栏目：73

分类号：TQ116.2

资助基金：国家自然科学基金22078108

在线出版日期：2022-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2101-2110,2290