該系統電力部分由44 kWp光伏組件（單面標稱(chēng)功率）、120kWh鋰離子電池和5kW氫燃料電池組成，其中集成應用了南昌大學(xué)光伏研究院在非晶硅/晶體硅異質(zhì)結（HAC）高效雙面進(jìn)光太陽(yáng)電池和鋰離子電池高容量硅-碳負極材料技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應用成果，后續還將采用光伏研究院研制的低成本高效制氫劑與配套連續供氫系統。所采用的太陽(yáng)電池在現場(chǎng)雙面自然進(jìn)光綜合光電轉換效率為23——26 %；鋰離子電池負極材料比容量為430mAh/g；低成本高效制氫劑效率為1 L/g，成本低于3元/kg。
氫燃料電池發(fā)電目前成本尚高，鮮有商業(yè)應用，更缺乏在微電網(wǎng)電力配合運行中的數學(xué)模型與控制系統研究和應用數據。但國內外氫能發(fā)展大勢之下，其成本的大幅下降和短期未來(lái)的大規模應用發(fā)展是可以預期的。本項目在此開(kāi)展領(lǐng)先一步的開(kāi)拓，迎接大規模清潔氫能與光伏和儲電并舉時(shí)代的到來(lái)。
光氫儲充獨立智能微網(wǎng)系統拓撲結構圖
在保證系統運行安全可靠，高質(zhì)量地提供充電服務(wù)的基礎上，系統設置了較強的檢測與研究功能。包括多能互補控制研究、能量分配控制研究、交直流混合控制研究、儲能變流器控制和與面向電動(dòng)汽車(chē)應用的微網(wǎng)結構與組元優(yōu)化研究等；系統還將為制氫劑及供氫系統與燃料電池對接運行性能優(yōu)化、n型高效異質(zhì)結雙面太陽(yáng)電池運行輸出特性跟蹤和晶體硅增強石墨基負極的三元鋰離子電池運行性能跟蹤提供實(shí)用環(huán)境平臺。系統還具備良好的開(kāi)放性，支持本院和協(xié)作單位進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)優(yōu)化。
系統智能化運行基本策略為：優(yōu)先使用光伏陣列發(fā)電供電和為鋰離子電池堆充電，光伏陣列發(fā)電不足時(shí)啟動(dòng)鋰離子電池堆供電，二者均不足時(shí)啟動(dòng)氫燃料電池系統供電和為鋰離子電池堆充電，其中所涉啟閉、分配條件和參數由系統在運行中不斷學(xué)習優(yōu)化并自動(dòng)執行。
中國光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展使光伏發(fā)電成本大幅度降低，不僅將光伏電力提前推上了大規模平價(jià)上網(wǎng)的軌道，也激發(fā)了光伏與儲電和其它清潔電力技術(shù)多能互補的分布式獨立微網(wǎng)供電市場(chǎng)的發(fā)展。南昌大學(xué)光伏研究院將以本項目作為進(jìn)入這一未來(lái)重要能源技術(shù)領(lǐng)域的第一步，持續致力多能互補獨立清潔能源電力技術(shù)的研發(fā)和工程實(shí)現，期待國內外同道和同行的大力協(xié)作和指導。
