智能城市中燃料电池汽车能源系统的设计与分析

智能城市中燃料电池汽车能源系统的设计与分析

未来，零排放的电力系统、热系统和传输系统需要高效且多功能的储能与分配系统。在城市地区，提出了一种能源系统，该系统以太阳能发电、风力发电和燃料电池汽车作为发电源和配电器，氢气作为能源载体，可以为电力、热力和运输提供100%可再生、可靠且具有成本效益的能源。基于欧洲的统计数据，对智能城市中燃料电池汽车能源系统进行了以下设计。①建筑物的设计，包括住宅和服务业建筑，所有建筑物屋顶均有太阳能发电系统和集水系统，所有建筑物不与天然气接触；②氢气生产、净化及储存系统；③智能电网，与所有建筑物、汽车相连；④氢气长管拖车运输和加氢站；⑤氢燃料电池汽车和其它公路运输车辆；⑥智能城市之外的风力发电区域。

智能城市中燃料电池汽车能源系统功能的实现需要有以下步骤：①电力由所有屋顶上的太阳能模块提供；②在屋顶收集雨水并进行软化、净化处理，然后进行电解；③雨水通过太阳能进行电解，生成氢气，然后将氢气压缩并储存至长管拖车中，运送到附近的加氢站；④在加氢站中，根据车辆需求进一步压缩氢气；⑤氢气用作所有类型的燃料电池电动车辆（乘用车、面包车、摩托车、客车和载货汽车）的运输燃料；⑥在太阳能电力暂时不足情况下，乘用车中的燃料电池通过从车载储氢罐中转换氢气来提供必要的电力；⑦通过风力发电机电解水产生氢气。

智能城市中燃料电池汽车能源系统可以使得20%的汽车成为燃料电池汽车。能源系统的成本为0.09欧元/kWh，氢气为2.4欧元/kg，乘用车为0.02欧元/km。上述结果表明，该能源系统的设计合理。

刊名：International Journal of Hydrogen Energy（英）

刊期：2017年第42期

作者：Vincent Oldenbroek et al

编译：野晨晨