آرش خلیل نژاد - تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
غلامحسین ریاحی دهکردی

در این پژوهش طراحی سیستم ترکیبی توربین بادی و آرایه فوتوولتایک برای تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب برای یک شبانه روز شهر تبریز انجام گرفته است. عملکرد این سیستم توسط الگوریتم رقابت استعماری بهینه سازی شده است. هدف بهینه سازی ترکیب دو سیستم توربین بادی و آرایه خورشیدی است، به نحوی که باعث تولید بیشینه هیدروژن به ازای کمترین متوسط اضافه توان تولیدی توسط دو منبع باشد. برای محاسبات توربین بادی از سرعت باد برای یک شبانه روز تبریز و برای محاسبات آرایه خورشیدی از مقدار تابش، که با توجه به مختصات جغرافیایی تبریز توسط به دست آمده، استفاده شده است. برای تولید هیدروژن الکترولایزر آلکالاینی با توان نامی kW10 به کار رفته است. در محاسبات الکترولایزر به منظور بررسی دقیق، از روابط الکتروشیمیایی استفاده شده است. پس از بهینه سازی، برای تولید بیشینه هیدروژن، توربین بادی 11 کیلوواتی و آرایه خورشیدی 7.9 کیلوواتی به دست آمد. نرخ هیدروژن تولیدی mol/s 0.0176 شد و در مجموع mol1520.6 هیدروژن تولید شد. بازده فارادی متوسط الکترولایزر نیز 86.9 درصد حاصل شد. در نتیجه الکترولایزر به طور متوسط در 63.2 درصد توان نامی خود کار می‌کند. نسبت متوسط توان تولیدی به توان نامی برای آرایه خورشیدی 0.24 و برای توربین بادی 0.419 محاسبه گردید که بیانگر تأثیر بیشتر توربین بادی در تولید است.

توربین بادی، آرایه خورشیدی، هیدروژن، الکترولایزر