de.wedoany.com-Bericht: Ein chilenisches Forschungsteam hat kürzlich ein System zur grünen Wasserstoffproduktion im Haushaltsmaßstab entwickelt, das ausgediente Photovoltaikmodule als Energiequelle nutzt. Dieser Ansatz kombiniert stillgelegte Solarmodule, die noch 80 % bis 90 % ihrer ursprünglichen Kapazität aufweisen, mit einem Protonenaustauschmembran-Elektrolyseur. Durch interne Rekonfiguration der PV-Module wird deren Strom-Spannungs-Kurve an die Anforderungen des Elektrolyseurs angepasst, wodurch der Bedarf an zusätzlichen Leistungselektronikgeräten wie Wechselrichtern entfällt und die Systemkomplexität verringert wird.
Die Forscher erklärten: „Durch den Zugriff auf interne Sammelschienen zur Erstellung maßgeschneiderter Parallel-Strings ist diese Spannungsanpassungsstrategie auf andere Standardarchitekturen wie 60-Zellen- oder 96-Zellen-Module übertragbar. Diese Flexibilität ermöglicht es dem System, die Heterogenität ausgedienter Paneele zu überwinden und eine maßgeschneiderte Spannungsanpassung sowie die Isolierung lokaler Zellenfehler über verschiedene PV-Technologien hinweg zu erreichen.“ Das System erreicht eine jährliche Energieproduktion von 88 % im Vergleich zu einem auf Leistungselektronik optimierten System und bewahrt gleichzeitig die Betriebsein-fachheit, was ein entscheidender Vorteil für Wohnanwendungen ist.
Experimentelle Ergebnisse unter realen Bedingungen zeigten eine tägliche Wasserstoffproduktion von etwa 345 Litern, was den geschätzten Grundbedarf für grundlegende Haushaltszwecke wie Kochen oder Heizen (etwa 120 Liter pro Tag) deutlich übertrifft. Das System erreichte einen Wirkungsgrad von Sonnenenergie zu Wasserstoff von etwa 7 % und erfasste in der vereinfachten Konfiguration über 70 % des theoretischen Maximums. Aus wirtschaftlicher Sicht bietet das System einen nivellierten Wasserstoffkostenpreis von etwa 5,8 US-Dollar pro Kilogramm, was einer Reduzierung von 18 % gegenüber komplexeren Referenzsystemen entspricht. Der Kostenvorteil resultiert hauptsächlich aus dem Wegfall der Leistungselektronik und der Wiederverwendung vorhandener PV-Module.
Die Forscher weisen darauf hin, dass dieses Konzept dazu beitragen kann, zwei Herausforderungen gleichzeitig zu bewältigen: die zunehmende Menge an PV-Abfall und die hohen Kosten für grünen Wasserstoff. Die Wiederverwendung der Module verlängert deren Lebensdauer und verringert den Druck auf die Lieferkette für Rohmaterialien. Das System weist jedoch auch Einschränkungen auf, darunter eine geringere Effizienz im Vergleich zu fortschrittlichen elektronischen Steuerungssystemen und die Abhängigkeit von variabler Sonneneinstrahlung. Dennoch machen die Einfachheit, die niedrigen Kosten und die einfache Integration des Systems es zu einer vielversprechenden Option für dezentrale Anwendungen.
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