随着碳达峰和碳中和目标的提出,为解决大规模弃风弃光的技术问题,本项目建立了以风能和太阳能为主要能源
的直流微电网耦合制氢系统。首先分析直流微网耦合的PEM制氢系统面临的技术问题,建立符合该系统的各组成
子系统的动态数学模型,为直流微电网耦合制氢系统的控制策略优化提供理论依据。直流微电网中可再生能源输
出功率波动范围较大造成电解槽性能变化,影响电解效率和制氢成本,对质子交换膜水电解槽进行动态响应研究
,提高PEM电解槽的响应速度和使用寿命。在建立系统模型和研究电解槽动态响应的基础上,基于智能的电流控
制和均流控制算法研究耦合制氢系统的优化控制策略,提高制氢效率,确保系统安全稳定运行。
通过基于直流微网的PEM制氢系统建模及控制优化研究提供高效可靠的直流微电网氢-电耦合的供能系统。研究质
子交换膜水电解槽动态响应,灵活应对功率变化带来的影响,改变电解槽膜结构,达到分子级微孔,提升其厚度
在0.175-0.2mm之间时的耐压系数,提升制氢效率1~2%,提升析氢速率10%,提高电解槽的使用寿命,降低制氢成
本,推动制氢工业化进程。采用分子级微孔催化电极,零极距。使得单位电流反应面积大,单位面积电流密度达
到1-3A/cm2。通过优化系统参数和控制策略,降低单位制氢电耗,提高可再生能源消纳能力,提高发电效率5%左
右,减少碳排放92吨,对系统的实际开发具有指导意义。