德国研究中心Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍ　Ｊüｌｉｃｈ　ＧｍｂＨ的科学家最近进行了一项研究，提出了一种优化模型，将屋顶光伏阵列的太阳能发电与混合氢存储在一个自给自足、绝缘良好、高效节能的住宅建筑中。

该模型根据技术选择和各单元的能力提供了塑造混合动力系统所需的信息。研究人员解释说：“我们首次展示了配备液态有机氢载体（ＬＯＨＣ）存储系统和可逆固体氧化物电池（ｒｓｏｃ）的热集成氢存储单元如何使仅在屋顶安装光伏的住宅建筑实现成本效益高、自给自足。”他们补充说，之所以选择这种配置，是因为ＬＯＨＣ存储能够以相对较小的容量为光伏发电提供成本效益高的供应。

ｌｏｈｃ是一种有机化合物，可以通过化学反应吸收和释放氢气。该德国集团表示：“ＬＯＨＣ存储系统的往返效率（电对电）为３０－４０％，无需热回收。”在这个过程中，高达７０％的电能被转化为热量。住宅建筑提供了利用这一巨大份额的能源用于房间供暖或吸附冷却的机会。”

ｒＳＯＣ技术将燃料电池的操作和电解结合成一个单元，能够以氢气的形式存储多余的电力，并再次产生电能和热量。“我们假设燃料电池模式下的ｒＳＯＣ以４５％的电效率和３５％的热效率运行，以为脱氢过程解耦足够的热量，”学者强调说。“热集成将往返电效率提高到约４０％，降低了住宅供暖子系统的热量使用。”

他们指出，ｒＳＯＣ系统目前正处于实验水平，其在住宅建筑中的性能是根据使用单独固体氧化物燃料和电解电池的经验进行评估的。

在拟议的配置中，光伏系统的直流电源直接连接到混合氢系统、锂离子电池、电热水器和逆变器，后者反过来为家庭和热泵提供交流电流。该建筑的房间采暖需求估计为每年１８．６千瓦时／平方米。该研究指出：“一个１８７平方米的居住面积和４个居民的模拟年能源需求是４０６２千瓦时的电力和３４８１千瓦时的热量。”

分析表明，该建筑的光伏容量为２６．８千瓦，需要大量的季节性储存能力，可以实现能源自给自足。研究小组补充说：“由于只有电池储能，需要一个相对较大的热泵，额定功率为６．８千瓦，储能为４５８．９千瓦时，储能为６０．０千瓦时（１．０　ｍ³），以确保冬季低光伏发电期间的供应。”相比之下，如果采用混合氢系统，建筑阳光较少的西北部分对光伏容量的需求就会更少，每装机容量的光伏使用系数就会更高。“可以观察到，减少的发电能力变成了比锂离子电池（ＬＩＢ）情况下的电池容量大１０倍的氢存储容量，”论文强调。

与采用电池储能和无氢系统的系统相比，采用ｒＳＯＣ　ＬＯＨＣ技术的系统据称前期投资成本可降低８０％。“在ＬＩＢ　ｒＳＯＣ　ＬＯＨＣ情况下，ｒＳＯＣ最优解决方案的投资成本为７１９０欧元，额定功率为０．９１　ｋＷ（７９０１€／ｋＷ），”该研究的作者总结道。“由于ｒＳＯＣ将燃料电池和电解功能结合在一个组件中，这个价格可以在２０３０年的系统中实现。”

该系统在最近发表在《国际氢能杂志》（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　Ｅｎｅｒｇｙ）上的一篇论文中提出。