Узгајање агри{0}}ПВ парадајза уз производњу водоника за паметне прозоре

Истраживачка група на Универзитету у Ексетеру истражила је модуларни концепт производње водоника за домаћинства на агроволтаични погон{0}. Кровни агриволтаици напајају електролизер који производи водоник за возила на водоник и за изоловане гасохромне паметне прозоре. Прозори су облик термоизолационог стакла које потамни или чисти кроз реверзибилне реакције са водоником и кисеоником, омогућавајући контролу светлости и топлоте.

„Ово истраживање представља нови концепт{0}}интегрисане енергије у зградама, који повезује агроволтаику, водоник, паметне фасаде и мобилност. Нуди свежу перспективу о томе како зграде могу да постану активна, мултифункционална енергетска чворишта, идеја са све већом релевантношћу за будуће урбане енергетске системе“, рекла је истраживач Аритра Гош за пв магазин. „Док ограничена површина крова природно ограничава укупну производњу водоника, вредност концепта лежи у његовој системској интеграцији и новости, а не у великој-производњи.“

Користећи више софтверских алата, тим је симулирао праву двоспратну стамбену кућу-у Бирмингему у Енглеској. Зграда има укупну површину од око 142,7 квадратних метара, висину од 4,8 метара и 55 квадратних метара кровне површине на располагању за агроволтаику. Укључује 16 прозора у девет термалних зона. Бирмингем доживљава умерене екстремне температуре, са највишом летњом температуром од око 21 степен Целзијуса и најнижим зимским температурама близу 1 степен.

На равном крову је постављено 12 соларних модула у три конфигурације: вертикална, купола{1}}у облику нагиба од 20 степени или оптимизована нагиба од 30 степени. Свака конфигурација је тестирана или са монофацијалним модулима од 600 В или бифацијалним модулима од 605 В. Парадајз је узгајан испод панела, захтевајући шест до осам сати директне сунчеве светлости дневно и ноћну температуру од око 13 степени.

За производњу водоника из соларне енергије коришћен је електролизер од 7 кВ са ефикасношћу од 88%. Водоник је моделиран за три употребе: гориво за Тоиоту Мираи из 2017, напајање гасохромних прозора или обоје. Перформансе вакуумских гасохромних прозора су такође упоређене са двоструким-застакљеним, електрохромским и стандардним гасохромним алтернативама.

„Користећи кровну површину од 55 м2, систем је био у стању да произведе довољно водоника да задовољи годишњу потражњу за паметним застакљивањем, која је израчуната на само 52,56 грама годишње“, рекао је Гош. „Поред тога, када се производња водоника процени у смислу мобилности, исти кровни систем - који користи бифацијалну ПВ конфигурацију нагнуту под углом од 30 степени – теоретски би могао да подржи до 64,23 км вожње дневно. Ова процена је заснована на перформансама Тоиоте Мираи из 2017., која има капацитет резервоара за водоник од 6 кг.“

Резултати су показали да је бифацијални систем са нагибом од 30-степени производио највише електричне енергије, 7.919 кВх годишње, док је монофацијални систем од 30-степени обезбедио најнижу нивелисану цену електричне енергије од 0,061 ГБП (0,082 УСД)/кВх. Приноси парадајза били су конзистентни у свим конфигурацијама на 0,31 кг по квадратном метру. Међу опцијама застакљивања, вакуум гасохромни прозори су постигли најбоље термичке перформансе, са У-вредношћу од 1,32 В по квадратном метру-келвину, али са већом дебљином од 24,62 мм.

„Иако су апсолутне запремине водоника скромне, резултати показују како мале кровне површине могу да подрже вишеструке апликације водоника{0}}у зградама, појачавајући потенцијал модуларних фотонапонских-система водоника на лицу места“, рекао је Гош. „Утицај агроволтаике на изолацију дома и оптимално коришћење произведеног водоника за грејање дома биће циљ наших даљих истраживања.

Резултати су објављени у часопису Енерги анд Буилдингс под насловом „Производња водоника на лицу места на агриволтаичком погону за изолована гасохромна паметна застакљивања и возила на водоник: холистички приступ одрживој стамбеној згради“.