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光伏发电技术 ★ 5.0

光伏电解制取绿色氢气技术进展:建模方法的综合评述与对比分析

Advancements in Photovoltaic Electrolysis for Green Hydrogen Production: A Comprehensive Review and Comparative Analysis of Modeling Approaches

作者 Xiaoqiang Guo · Shiqi Zhang · Yuan Gao · Yiyina Teng · Naizhe Diao · Changchun Hua
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2025年3月
技术分类 光伏发电技术
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 绿氢 光伏电解制氢 模型研究 综合评述 未来研究方向
语言:

中文摘要

由于具有零排放、环境友好和可持续等特性,绿氢是制氢方法中最具前景的选择之一。选择合适的光伏电解水制绿氢模型对于提高其效率和可靠性至关重要。然而,现有研究缺乏对光伏电解水制绿氢的全面综述与比较。这一空白使得研究人员在研究中难以选择合适的光伏电解模型。为应对这一挑战,本文对现有的光伏制氢系统建模研究进行了全面综述和比较。文章对光伏电解水制氢中的光伏面板、转换器和电解槽进行了分类和分析,总结了通用的建模方法以及针对不同应用选择合适电解槽模型的标准。此外,文章还指出了现有研究的不足之处,并提出了未来研究的方向。

English Abstract

Green hydrogen is one of the most promising choices among hydrogen production methods due to its zero-emission, environmentally friendly, and sustainable characteristics. Choosing an appropriate model for green hydrogen production via photovoltaic electrolysis is critical to improving its efficiency and reliability. However, existing studies lack a comprehensive review and comparison of photovoltaic electrolysis for green hydrogen production. This gap makes it challenging for researchers to select suitable models for photovoltaic electrolysis in their investigations. To address this challenge, this article provides a comprehensive review and comparison of existing modeling research on photovoltaic hydrogen production systems. It classifies and analyzes photovoltaic panels, converters, and electrolyzers in photovoltaic electrolysis hydrogen production, summarizing general modeling approaches and criteria for selecting appropriate electrolyzer models for different applications. The article also highlights shortcomings in existing research and proposes directions for future investigations.
S

SunView 深度解读

从阳光电源的业务布局来看,这篇关于光伏制氢建模方法的综述性研究具有重要的战略参考价值。论文系统梳理了光伏电解制氢系统中光伏组件、变流器和电解槽的建模方法,这与我司"光储氢"一体化解决方案的技术路线高度契合。

**业务协同价值方面**,论文对变流器建模的深入分析直接关联我司核心产品线。光伏制氢系统对变流器的宽电压范围、快速响应和高效率提出了特殊要求,这为我司逆变器技术向专用化方向演进提供了明确指引。特别是在光伏波动性与电解槽稳态运行需求之间的匹配问题上,需要变流器具备更智能的功率调节能力,这正是我司可以发挥技术优势的领域。

**技术成熟度评估**显示,当前光伏制氢建模研究仍处于发展阶段,论文指出的"模型选择标准不明确"和"不同应用场景适配性研究不足"等问题,恰恰反映了产业化过程中的技术瓶颈。这为我司提供了参与标准制定和技术创新的窗口期。

**应用前景与挑战并存**。绿氢作为零碳能源载体,在工业脱碳和能源转型中需求明确,但光伏-电解槽的直接耦合效率优化、系统动态响应特性、以及储能系统在平抑波动中的最优配置等问题仍需突破。对我司而言,关键机遇在于整合现有的光伏逆变器、储能系统技术优势,开发针对制氢应用的专用变流设备和能量管理系统,构建从"光-储-氢"的全链条解决方案能力,抢占绿氢制备装备市场的技术制高点。