Επιστήμονες χρησιμοποίησαν διώροφη κατοικία στο Ηνωμένο Βασίλειο, συνδυάζοντας αγροβολταϊκά συστήματα σε στέγη με επιτόπια παραγωγή Η2 (pv-magazine.com)
Μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Έξετερ διερεύνησε μια αρθρωτή, αγροβολταϊκή ιδέα παραγωγής υδρογόνου για νοικοκυριά.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Energy and Buildings με τίτλο: «Παραγωγή υδρογόνου σε στέγες με αγροβολταϊκή ενέργεια για απομονωμένα έξυπνα υαλοστάσια και οχήματα υδρογόνου με αέριο χρωμικό: Μια ολιστική προσέγγιση για βιώσιμα κτίρια κατοικιών».
Αγροβολταϊκά συστήματα σε στέγη τροφοδοτούν έναν ηλεκτρολύτη που παράγει υδρογόνο για οχήματα με τέτοιο καύσιμο και για μονωμένα αερόχρωμα έξυπνα παράθυρα.
Τα παράθυρα είναι μια μορφή θερμομονωτικού γυαλιού που σκουραίνει ή καθαρίζεται μέσω αναστρέψιμων αντιδράσεων με υδρογόνο και οξυγόνο, επιτρέποντας τον έλεγχο του φωτός και της θερμότητας.
«Αυτή η έρευνα παρουσιάζει μια νέα ενεργειακή ιδέα ενσωματωμένη στα κτίρια, συνδέοντας τα αγροβολταϊκά συστήματα, το υδρογόνο, τις έξυπνες προσόψεις και την κινητικότητα.
Προσφέρει μια νέα προοπτική για το πώς τα κτίρια θα μπορούσαν να γίνουν ενεργοί, πολυλειτουργικοί ενεργειακοί κόμβοι, μια ιδέα με αυξανόμενη σημασία για τα μελλοντικά αστικά ενεργειακά συστήματα.
Ενώ η περιορισμένη επιφάνεια στέγης περιορίζει φυσικά τη συνολική παραγωγή υδρογόνου, η αξία της ιδέας έγκειται στην ενσωμάτωση του συστήματος και στην καινοτομία της, παρά στην παραγωγή μεγάλης κλίμακας», δήλωσε στο pv-magazine.com ο ερευνητής Aritra Ghosh.
Συνοπτικά η εγκατάσταση στο Μπέρμιγχαμ
Χρησιμοποιώντας πολλαπλά εργαλεία λογισμικού, η ομάδα προσομοίωσε μια πραγματική διώροφη κατοικία στο Μπέρμιγχαμ της Αγγλίας.
Το κτίριο έχει συνολική επιφάνεια περίπου 142,7 τετραγωνικών μέτρων, ύψος 4,8 μέτρων και 55 τετραγωνικά μέτρα επιφάνειας στέγης διαθέσιμη για αγροβολταϊκά. Περιλαμβάνει 16 παράθυρα σε εννέα θερμικές ζώνες.
Το Μπέρμιγχαμ βιώνει μέτριες ακραίες θερμοκρασίες, με μέγιστες καλοκαιρινές θερμοκρασίες περίπου 21 βαθμούς Κελσίου και χειμερινές ελάχιστες κοντά στον 1 βαθμό.
Στην επίπεδη στέγη, εγκαταστάθηκαν 12 ηλιακές μονάδες σε τρεις διαμορφώσεις: κάθετες, σε σχήμα θόλου με κλίση 20 μοιρών ή βελτιστοποιημένη κλίση 30 μοιρών.
Κάθε διαμόρφωση δοκιμάστηκε είτε με μονοφασικές μονάδες 600 W είτε με διφασικές μονάδες 605 W.
Οι ντομάτες καλλιεργήθηκαν κάτω από τα πάνελ, απαιτώντας 6-8 ώρες άμεσου ηλιακού φωτός ανά ημέρα και θερμοκρασίες νύχτας περίπου 13 βαθμών.
Ένας ηλεκτρολύτης 7 kW με απόδοση 88% χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή υδρογόνου από την ηλιακή ενέργεια.
Το υδρογόνο μοντελοποιήθηκε για τις εξής 3 χρήσεις: τροφοδοσία ενός Toyota Mirai του 2017, τροφοδοσία των αερόχρωμων παραθύρων ή και τα δύο.
Παραγωγή περισσότερης ηλεκτρικής ενέργειας (7.919 kWh ετησίως)
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το διφασικό σύστημα με κλίση 30 μοιρών παρήγαγε την περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια, στα 7.919 kWh ετησίως, ενώ η μονοφασική διαμόρφωση 30 μοιρών παρείχε το χαμηλότερο επίπεδο κόστους ηλεκτρικής ενέργειας στα 0,061 GBP (0,082 $)/kWh.
Οι αποδόσεις ντομάτας ήταν σταθερές σε όλες τις διαμορφώσεις στα 0,31 kg ανά τετραγωνικό μέτρο.
Μεταξύ των επιλογών υαλοπινάκων, τα κενά αερόχρωμα παράθυρα πέτυχαν την καλύτερη θερμική απόδοση, με τιμή U 1,32 W ανά τετραγωνικό μέτρο-kelvin, αν και σε μεγαλύτερο πάχος 24,62 mm.
«Ενώ οι απόλυτοι όγκοι υδρογόνου είναι μέτριοι, τα αποτελέσματα καταδεικνύουν πώς οι μικρές επιφάνειες στέγης μπορούν να υποστηρίξουν πολλαπλές εφαρμογές υδρογόνου σε κλίμακα κτιρίου, ενισχύοντας τις δυνατότητες των αρθρωτών, επιτόπιων φωτοβολταϊκών συστημάτων υδρογόνου», δήλωσε ο Ghosh.
www.worldenergynews.gr
