太阳能光伏—燃料电池联合发电系统的研究

近年来,常规能源紧缺,环境污染严重,偏远地区电力供应不足等现象,使得新能源的利用势在必行,其中太阳能在近些年中的应用比较广泛。此外,太阳能光伏发电内在间歇问题以及较大的波动会给其利用带来障碍,有效的将蓄电池,燃料电池和光伏电池结合,消除光伏所产生的波动影响,提高系统效率,成为研究该联合系统的关键所在。 当前,我国太阳能光伏发电方面的应用已经相当成熟,并且在燃料电池方面的研究也处于基本成熟阶段,但对光伏-燃料电池联合发电统的研究主要还是处在仿真模拟阶段,而国外实践的光伏-燃料电池联合发电统已取得了较好的结果,本文借鉴了国外的研究成果,通过模拟联合系统中燃料电池、蓄电池的匹配关系,并通过实验来对模拟结果加以验证。 本文从我国能源现状出发,讨论了氢能的优点,以及其储存、运输方面的问题,研究了燃料电池的原理、分类、与蓄电池的区别,和存在的问题;分别建立了联合系统的太阳能光伏阵列、燃料电池、电解槽、蓄电池等装置的的数学模型,并通过matlab/simulink对每个模块仿真模拟,确定出系统各部分的影响因素;接着,通过matlab/simulink分析了燃料电池和电解池的影响因素,指出各因素对该设备的影响趋势及其原因,重点模拟了在1kw光伏条件下,蓄电池、燃料电池以不同功率分配,即0w/1000w,200w/800w, 500w/500w,800w/200w,1000w/0w时,输出功率特性,以及各个情况下的费用问题;最后进行了实验研究,通过实验验证以上情况,结果表明:实验的输出功率值与模拟的输出结果基本一致,从而,证实模拟结果的正确性,并得出如下结论:蓄电池、燃料电池按照200w/800w分配时,其效率,费用优于其它方案。