Mô hình hệ thống năng lượng tái tạo lai điện và hydrogen xanh phù hợp với xã Hòa Bắc, Đà Nẵng
Tóm tắt: 162
| 
PDF: 99 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Năng lượng tái tạo
hệ thống năng lượng tái tạo lai
Hydrogen
chuyển đổi năng lượng
phát thải CO2
Tóm tắt
Hệ thống năng lượng tái tạo lai điện mặt trời-điện gió-điện sinh khối (SWB-HRES) sản xuất hydrogen góp phần thực hiện chuyển đổi năng lượng trong sản xuất điện, giao thông vận tải và xử lý chất thải rắn, phù hợp với sự phát triển bền vững của Hòa Bắc. Để cung cấp điện cho phụ tải 3650kWh/năm và sản xuất 870kg hydrogen/năm, hệ thống SWB-HRES tối ưu gồm: tấm pin năng lượng mặt trời 15kW, turbine gió 7,5kW, máy phát điện syngas 4,2kW, bình điện phân 15kW, converter 4kW, bình lưu trữ hydrogen 2kg.Về mặt kinh tế, với cùng sản lượng điện và hydrogen, hệ thống chỉ có điện mặt trời và hệ thống phối hợp điện mặt trời và điện sinh khối tốt hơn SWB-HRES nhưng bất lợi hơn về mặt kỹ thuật và môi trường. Khi đơn giá của hydrogen xanh 80.000VND/kg thì hiệu quả kinh tế của hệ thống SWB-HRES có sản xuất hydrogen tương đương với hệ thống SWB-HRES đấu lưới không sản xuất hydrogen. Với đơn giá này thì thời gian thu hồi vốn đầu tư của hệ thống SWB-HRES có sản xuất hydrogen là 7,1 năm và lãi suất ròng 190%.
Tài liệu tham khảo
-
[1] K. Hussam, E. M. Barhoumi, M. Abdul - Niby, and G. J. Sheard, "Techno - economic analysis and optimization of hydrogen production from renewable hybrid energy systems: Shagaya renewable power plant - Kuwait”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 58, pp. 56–68, Mar. 2024. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.01.153
[2] Tarhan and M. A. Çil, "A study on hydrogen, the clean energy of the future: Hydrogen storage methods”, J. Energy Storage, vol. 40, p. 102676, 2021.
[3] Nasser, T. F. Megahed, S. Ookawara, and H. Hassan, "Performance evaluation of PV panels/wind turbines hybrid system for green hydrogen generation and storage: Energy, exergy, economic, and enviroeconomic”, Energy Convers. Manage., vol. 267, p. 115870, 2022.
[4] Devrim and L. Bilir, "Performance investigation of a wind turbine - solar photovoltaic panels - fuel cell hybrid system installed at İncek region - Ankara”, Energy Convers. Manage., vol. 126, pp. 759–766, 2016. Available: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2016.08.062
[5] G. Bui, T. H. Vo, T. M. T. Bui, L. B. T. Truong, and T. X. N. Thi, "Characteristics of biogas - hydrogen engines in a hybrid renewable energy system”, Int. Energy J., vol. 21, no. 4, pp. 467–480, Dec. 2021.
[6] Nasser, T. F. Megahed, S. Ookawara, and H. Hassan, "Techno - economic assessment of clean hydrogen production and storage using hybrid renewable energy system of PV/Wind under different climatic conditions”, Sustain. Energy Technol. Assess., vol. 52, pt. B, p. 102195, Aug. 2022. Available: https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102195
[7] Akyuz, Z. Oktay, and I. Dincer, "Performance investigation of hydrogen production from a hybrid wind - PV system”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 37, pp. 16623–16630, 2012.
[8] M. Hasan and G. Genç, "Techno - economic analysis of solar/ wind power based hydrogen production”, Fuel, vol. 324, p. 124564, 2022.
[9] Alzahrani, S. K. Ramu, G. Devarajan, I. Vairavasundaram, and S. Vairavasundaram, "A review on hydrogen - based hybrid microgrid system: Topologies for hydrogen energy storage, integration, and energy management with solar and wind energy”, Energies, vol. 15, p. 7979, 2022.
[10] C. Okonkwo et al., "Utilization of renewable hybrid energy for refueling station in Al - Kharj, Saudi Arabia”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 47, pp. 22273–22284, 2022.
[11] Garcia and S. Oliva, "Technical, economic, and CO2 emissions assessment of green hydrogen production from solar/wind energy: The case of Chile”, Energy, vol. 278, pt. B, p. 127981, Sep. 2023. Available: https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.127981
[12] Khalilnejad and G. H. Riahy, "A hybrid wind - PV system performance investigation for the purpose of maximum hydrogen production and storage using advanced alkaline electrolyzer”, Energy Convers. Manage., vol. 80, 2014. Available: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.01.040
[13] Dufo - López, J. L. Bernal - Agustín, and J. Contreras, "Optimization of control strategies for stand - alone renewable energy systems with hydrogen storage”, Renew. Energy, vol. 32, 2007. Available: https://doi.org/10.1016/j.renene.2006.04.013
[14] Demir, "Design and optimization of hybrid renewable energy systems for hydrogen production at Aksaray University campus”, Process Saf. Environ. Prot., vol. 192, pp. 543–556, Dec. 2024. Available: https://doi.org/10.1016/j.psep.2024.10.080
[15] Swaminathan et al., "A comprehensive review of microbial electrolysis cells integrated with wastewater treatment for hydrogen generation”, Process Saf. Environ. Prot., vol. 190, pp. 458–474, 2024.
[16] Gökçek and M. S. Genç, "Evaluation of electricity generation and energy cost of wind energy conversion systems (WECSs) in Central Turkey”, Appl. Energy, vol. 86, no. 12, pp. 2731–2739, 2009.
[17] I. Taipabu, K. Viswanathan, W. Wu, N. Hattu, and A. E. Atabani, "A critical review of the hydrogen production from biomass - based feedstocks: Challenge, solution, and future prospect”, Process Saf. Environ. Prot., vol. 164, pp. 384–407, 2022.
[18] L. Bukar, S. Chaitusaney, and K. Kawabe, "Optimal design of on - site PV - based battery grid - tied green hydrogen production system”, Energy Convers. Manage., vol. 307, p. 118378, 2024.
[19] Kalinci, A. Hepbasli, and I. Dincer, "Techno - economic analysis of a stand - alone hybrid renewable energy system with hydrogen production and storage options”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 40, 2015. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.10.147
[20] C. Onar, M. Uzunoglu, and M. S. Alam, "Modeling, control and simulation of an autonomous wind turbine/photovoltaic/fuel cell/ultra - capacitor hybrid power system”, J. Power Sources, vol. 185, 2008. Available: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.08.083
[21] G. Bui et al., "Flexible syngas - biogas - hydrogen fueling spark - ignition engine behaviors with optimized fuel compositions and control parameters”, Int. J. Hydrogen Energy, Oct. 2022. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.09.133
[22] G. Bui, T. M. T. Bui, V. G. Nguyen, V. N. Tran, L. B. T. Truong, and L. H. P. Pham, "Concept of twining injector system for spark - ignition engine fueled with syngas - biogas - hydrogen operating in solar - biomass hybrid energy system”, Int. J. Hydrogen Energy, 2022. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.11.076
[23] Armijo and C. Philibert, "Flexible production of green hydrogen and ammonia from variable solar and wind energy: case study of Chile and Argentina”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 45, 2020. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.11.028
[24] Fopah-Lele, A. Kabore-Kere, J. G. Tamba, and I. Yaya-Nadjo, "Solar electricity storage through green hydrogen production: A case study”, Int. J. Energy Res., vol. 45, no. 9, pp. 13007–13021, 2021.
[25] Koleva, O. J. Guerra, J. Eichman, B. M. Hodge, and J. Kurtz, "Optimal design of solar - driven electrolytic hydrogen production systems within electricity markets”, J. Power Sources, vol. 483, p. 229183, 2021. Available: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.229183
[26] Mokhtara, B. Negrou, N. Settou, A. Bouferrouk, and Y. Yao, "Design optimization of grid - connected PV - Hydrogen for energy prosumers considering sector - coupling paradigm: Case study of a university building in Algeria”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 46, no. 75, pp. 37564–37582, 2021.
[27] Touili, A. M. Alami, A. Azouzoute, Y. El Hassouani, and A. A. Amrani, "A technical and economical assessment of hydrogen production potential from solar energy in Morocco”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 43, pp. 22777–22796, 2018. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.10.136
[28] A. Abdelsalam, M. Mohamed, H. E. Z. Farag, and E. F. El - Saadany, "Green hydrogen production plants: A techno - economic review”, Energy Convers. Manage., vol. 319, p. 118907, Nov. 2024. Available: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2024.118907
[29] B. Agyekum, "Is Africa ready for green H2 energy takeoff?–A multi - criteria analysis approach to the opportunities and barriers of H2 production on the continent”, Int. J. Hydrogen Energy, vol. 49, pp. 219–233, 2024.
[30] Park et al., "Green hydrogen to tackle the power curtailment: Meteorological data - based capacity factor and techno - economic analysis”, Appl. Energy, vol. 340, p. 121016, 2023.
[31] Naderi, M. Banifateme, O. Pourali, A. Behbahaninia, I. MacGill, and G. Pignatta, "Accurate capacity factor calculation of waste - to - energy power plants based on availability analysis and design/off - design performance”, J. Clean Prod., vol. 275, p. 123167, 2020.
[32] Bhandari, B. Kumar, and F. Mayer, "Life cycle greenhouse gas emission from wind farms in reference to turbine sizes and capacity factors”, J. Clean Prod., vol. 277, p. 123385, 2020.
[33] X. N. Thi, T. M. T. Bui, and V. G. Bui, "Simulation and experimental study of refuse - derived fuel gasification in an updraft gasifier”, Int. J. Renew. Energy Dev., vol. 12, no. 3, pp. 601–614, 2023. Available: https://doi.org/10.14710/ijred.2023.53994
[34] T. Phung, V. G. Bui, and T. S. Tran, "Simulation and experimental study on refuse derived fuel gasification in a downdraft gasifier”, MMMS2022, Lecture Notes in Mechanical Engineering, pp. 369–378, 2024. Available: https://doi.org/10.1007/978 - 3 - 031 - 39090 - 6
[35] The International Council of Clean Transportation, "The price of green hydrogen: Estimate future production costs”, theicct.org, May 2024. Available: https://theicct.org/the - price - of - green - hydrogen - estimate - future - production - costs - may24/ [Accessed: 25/05/2024]
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Jan 31, 2025
Download
Cách trích dẫn
Hiếu, N. H., B. V. Ga, N. Q. Trung, và L. Đức T. Nguyễn. “Mô hình hệ thống năng lượng tái tạo Lai điện Và Hydrogen Xanh Phù hợp với Xã Hòa Bắc, Đà Nẵng”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 23, số p.h 1, Tháng Giêng 2025, tr 29-36, doi:10.31130/ud-jst.2025.496.
