Projeto de usina solar e eólica fora da rede para geração de hidrogênio verde

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Da pv magazine Global

Uma equipe de pesquisa internacional realizou uma análise técnica e econômica para identificar a concepção e dimensão ideais de centrais de energia solar e eólica fora da rede destinadas à geração de hidrogênio verde em estações de reabastecimento para veículos elétricos a células de combustível (FCV).

O sistema proposto utiliza energia excedente para eletrocoagulação (EC), um método de tratamento de águas residuais. “Para atender à demanda de água das indústrias e compensar a falta de abastecimento de água doce, a CE é incorporada para tratar as águas residuais descartadas, o que é ecologicamente correto, especialmente quando a eletricidade é produzida a partir de fontes de energia renováveis”, explicaram os cientistas. “Ao incorporar a estação EC com uma central elétrica renovável autônoma baseada na produção de hidrogênio, a sustentabilidade e a mobilidade podem ser melhoradas.”

O grupo de investigação presumiu que a estação de hidrogênio estaria localizada em Ostrava, no nordeste da República Checa. A cidade tem uma radiação solar média diária de 2,89 kWh/m2 e uma velocidade do vento de cerca de 5,69 m/s. A demanda de hidrogênio para a estação é estimada em 10 kg por hora ou 240 kg por dia. O sistema proposto consiste em turbinas eólicas, painéis fotovoltaicos, um eletrolisador, um inversor, tanques de hidrogênio e baterias. Presume-se que todos tenham uma vida útil inferior a 25 anos.

“O projeto ideal da planta determina o tamanho dos componentes da seguinte forma: painéis fotovoltaicos com capacidade de 298 kW, 22 turbinas eólicas com 100 kW cada, 30 séries de bateria de chumbo-ácido de 1 kWh, eletrolisador de 1000 kW de capacidade e hidrogênio tanques com capacidade de 800 kg”, explicaram ainda.

A análise mostrou que a unidade fotovoltaica pode gerar até 300.425 kWh/ano e a turbina eólica 6.697.566 kWh/ano. O consumo anual de energia dos eletrolisadores gira em torno de 3.972.059 kW, e sua produção anual é estimada em 85.595 kg. Além disso, são gerados anualmente 262.678 kWh de eletricidade para a planta de eletrocoagulação.

Através da sua análise técnica econômica, os acadêmicos descobriram que o sistema já pode atingir níveis de preços significativamente baixos para o hidrogénio que produz. “O custo nivelado do hidrogénio (LCH) é de 2,89 euros (3,12 dólares)/kg de hidrogénio, enquanto o custo atual líquido (NPC) é de 5,49 milhões de euros, excluindo os custos unitários do compressor”, concluíram. “A turbina eólica e o sistema eletrolisador têm o NPC mais alto. Consequentemente, o NPC geral do projeto e o LCH serão significativamente impactados pelo crescimento ou diminuição dos custos correspondentes de parques eólicos e eletrolisadores.”

Suas descobertas podem ser encontradas em “An optimal standalone wind-photovoltaic power plant system for green hydrogen generation: A case study for hydrogen refueling station”, publicado em Results in Engineering. A pesquisa foi conduzida por cientistas da Universidade Técnica de Ostrava, na República Tcheca, da Universidade Menoufia, no Egito, da Universidade Zagazig, da Universidade do Cairo e da Universidade do Kuwait.

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