双面与单面光伏-风电-飞轮混合制氢加注站的技术经济性及碳排放对比研究

《ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT》：Comparative performance of monofacial and bifacial PV-wind-flywheel systems for hydrogen refueling stations

本综述系统比较了双面与单面光伏（PV）阵列在光伏-风电（WT）-飞轮（FW）混合制氢加注站（HRS）中的技术经济性及碳排放表现。研究创新性地引入飞轮储能（FW）缓冲机制，通过平准化氢气成本（LHC）、平准化电力成本（LEC）等关键指标，证实双面光伏配置在并网模式下可实现LHC低至3.62 $/kg，并显著提升可再生能源占比与CO2减排量（达342,495 kg/年），为中期纬度地区低碳氢能交通基础设施提供了可复制的优化模型。

　　

Highlight

本研究首次证明，在韩国气候条件下，采用单台风力涡轮机、双面光伏（bifacial PV）及飞轮（FW）缓冲的加氢站（HRS）可将氢气成本降至3.62 $/kg，同时实现超过94%的可再生能源供能比例。所研究的加氢站均能通过现场制氢满足氢燃料汽车（HFV）车队的日常需求。此外，我们对200 kW光伏系统（包括单面与双面光伏阵列）的性能进行了评估。本研究的总体结论表明，并网型双面光伏配置在技术经济性和环境效益方面均优于单面光伏系统。

Conclusion

本研究首次表明，在韩国气候条件下，采用单台风力机、双面光伏阵列及适度飞轮（FW）缓冲的加氢站（HRS）能够以3.62 $/kg的成本供应氢气，并实现超过94%的可再生能源供能比例。所研究的加氢站均具备现场制氢能力，可满足氢燃料汽车（HFV）车队的日常用氢需求。此外，我们对200 kW光伏系统（包括单面与双面光伏阵列）的性能进行了评估。本研究的总体成果凸显了双面光伏技术在降低平准化氢气成本（LHC）、提升能源自给率及减少二氧化碳（CO₂）排放方面的显著优势，为中纬度地区可持续氢能交通基础设施的部署提供了重要参考。