氫氣是一種重要的清潔能源，能用于電力、熱力、冶煉、冷卻、制造、化工和燃料等多種應用場景，可調整能源供應結構。因此，氫被認為是最有希望取代傳統(tǒng)化石燃料的能源載體，未來在能源結構中將占有一席之地。
然而，傳統(tǒng)制氫技術需要消耗大量一次能源或生產原料，并產生二氧化碳等污染，若采用光伏等可再生能源制氫將產生巨大的經濟和環(huán)境效益。據央視財經報道，2023年1月至9月，我國綠氫項目投產、在建和申報的項目達到57個，投資額達到3000億元。
圖片來源：央視財經
今天，請跟隨小編一起全面了解光伏制氫技術。
1、何為光伏制氫?
光伏制氫其實也是太陽能制氫，它的基本原理是利用太陽能電池板將太陽能轉化為電能，然后通過電解水產生氫氣。在電解過程中，水分子在陽極上被分解成氧氣和氫離子，氫離子通過陰極進入水中，最終形成氫氣。
而太陽能光伏發(fā)電制氫儲能技術的核心思想是當太陽能充足但無法上網、需要棄光時，利用光電將水電解制成氫氣(和氧氣)，將氫氣儲存起來;當需要電能時，將儲存的氫氣通過不同方式(內燃機、燃料電池或其他方式)轉換為電能輸送上網。
2、光伏制氫技術路線
光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應制氫站制氫用電。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過程，主要設備設施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎、接地裝置等，光伏組件可根據制氫站輸入電壓和電流要求進行串、并連配置，從而提高系統(tǒng)效率。
圖片來源：時代氫能
電解水制氫目前技術成熟、設備簡單，運行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無污染，主要有堿性電解槽制氫、聚合物薄膜電解槽(PEM Electrolyzer)制氫、固體氧化物電解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氫3種技術路線。
3、光伏制氫優(yōu)勢
目前，商業(yè)用的氫氣中有96%是從煤、石油和天然氣等化石燃料制取而來，但傳統(tǒng)制氫仍難擺脫對化石能源的依賴。近兩年，光伏制氫技術發(fā)展勢頭漸顯，其工藝簡單、無污染，被視為制氫最佳路線之一。以下為傳統(tǒng)制氫與光伏制氫方式優(yōu)缺點對比：
數據部分來源：氫能匯
4、光伏制氫，還有多大發(fā)展空間?
在光伏領域，光伏發(fā)電在晝夜日間的變化都較大，如直接接入電網會加重電網調節(jié)負擔、嚴重的會造成電網失穩(wěn)對電力安全造成影響。利用光伏制氫，將不穩(wěn)定的能量轉化為氫能儲存需要時再通過氫能發(fā)電穩(wěn)定輸出實現發(fā)電曲線平抑，減少棄光現象。
在儲能領域，光伏制氫可以做儲能效用利用氯能的儲能效用，將光伏發(fā)電轉換為氫能以低于化學儲能的成本，實現跨天、跨周甚至跨月跨季度的儲能或者將氯壓縮或液化實現遠距離運輸匹配發(fā)電端和用戶端。
當前，電解水制氫技術成熟、設備簡單，運行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無污染。相信不久光伏制氫的用電成本就會被廣大用戶接受，使光伏制氫成本低于傳統(tǒng)天然氣/煤制氫，大規(guī)模的光伏制氫必將成為商用制氫的首選。
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