Tác động của hướng mô-đun PV, chất lượng nước đến sản xuất hydro
Các nhà khoa học ở Tunisia đã nghiên cứu tác động của độ nghiêng tấm pin PV và chất lượng nước đến sản xuất hydro xanh và phát hiện ra rằng, với tấm pin PV có hướng thay đổi, máy phát hydro có thể đạt hiệu suất từ 32% đến 62% khi sử dụng nước khử khoáng và từ 45% đến 65% khi sử dụng nước cất.
Ngày 14 tháng 2 năm 2025
Ảnh: tạp chí pv
Các nhà khoa học từ Đại học Gabes của Tunisia đã thiết kế một hệ thống sản xuất hydro xanh (H2) chạy bằng PV và thử nghiệm tác động của chất lượng nước và hướng tấm pin PV đến mức sản xuất H2. Phát hiện của họ cho thấy hướng PV là thông số quan trọng nhất, mặc dù chất lượng nước cũng đóng vai trò chính.
Nhóm nghiên cứu giải thích rằng "Các tài liệu khoa học chứng minh rõ ràng rằng các yếu tố như thiết kế tấm pin PV, vật liệu được sử dụng cho điện cực điện phân và loại chất điện phân ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của các hệ thống sản xuất hydro xanh". “Tuy nhiên, sự chú ý hạn chế đã được dành cho việc kiểm tra cách chất lượng nước ảnh hưởng đến tốc độ sản xuất hydro xanh”.
Thiết bị thử nghiệm của các học giả sử dụng tấm pin mặt trời đa tinh thể có công suất 265 W và hiệu suất 16%. Công suất và điện áp tối đa mà máy điện phân cần là 85 W và 9,3 V, do đó đã sử dụng bộ điều chỉnh điện áp. Máy phát hydro tạo ra khí bằng một ô màng trao đổi proton (PEM).
Tác động đã được thử nghiệm trong bốn ngày hè năm 2023 tại thành phố Gabès, nằm trên bờ biển Tunisia. Để kiểm tra tác động của hướng PV, nhóm đã so sánh hai thiết lập. Trong một, góc dựa trên vị trí đặt tấm pin mặt trời tối ưu cho Gabès, 34◦. Cấu hình thứ hai có tấm pin PV có thể điều chỉnh thủ công có khả năng theo dõi mặt trời để tối đa hóa bức xạ mặt trời.
Cả hai cấu hình đều được thử nghiệm bằng nước khử khoáng và nước cất. Nước khử khoáng có hàm lượng ion là 0–1 phần triệu (ppm) và muối khoáng với lượng nhỏ hơn 10 mg/L. Mặt khác, nước cất có 1 ppm ion và gần 0 mg/L muối khoáng.
"Một hướng thay đổi của tấm pin PV đã làm tăng sản lượng hydro từ nước cất, hơn 45%, so với tấm pin PV cố định", các nhà nghiên cứu nhấn mạnh. "Hơn nữa, chất lượng nước đóng vai trò quan trọng trong sản xuất hydro xanh. Nước cất đã tăng tốc độ sản xuất hydro hơn 10% trong trường hợp cấu hình tấm pin PV thay đổi, so với nước khử khoáng".
Họ cũng phát hiện ra rằng, với tấm pin PV thay đổi hướng, máy phát hydro có hiệu suất từ 32% đến 62% khi sử dụng nước khử khoáng và từ 45% đến 65% khi sử dụng nước cất. Khi sử dụng tấm pin PV cố định, hiệu suất dao động từ 8% đến khoảng 55% khi sử dụng nước khử khoáng và gần 9% đến 61% khi sử dụng nước cất.
“Điều đáng chú ý là nước cất, chứa ít chất gây ô nhiễm còn sót lại hơn, tạo ra hydro tốt hơn so với nước khử khoáng. Tuy nhiên, tác động của nó đến môi trường tệ hơn vì quá trình chưng cất có thể tiêu tốn nhiều năng lượng, ảnh hưởng đến chi phí sản xuất ở quy mô lớn và ứng dụng dài hạn”, các học giả nhấn mạnh.
Hệ thống này đã được trình bày trong “Đánh giá thực nghiệm về tác động của chất lượng nước và định hướng tấm pin PV đối với sản xuất hydro xanh”, được công bố trên Tạp chí quốc tế về nhiệt lưu.
