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机械工程学位项目，第二周期，30 学分 英国利用海水电解太阳能制氢的研究

摘要 在英国，85% 的家庭依靠天然气进行空间/水加热和烹饪。平均而言，一个家庭每年对天然气供热的需求为 13300 千瓦时。抑制使用此类化石燃料提供能源的需求日益增长，这促使人们考虑涉及可再生能源的替代解决方案。本论文旨在研究太阳能制氢厂，该厂将尝试以氢气的形式提供必要的能源，氢气将用作储存和典型房屋的主要能源。该工厂的特殊之处在于直接使用海水电解来生产氢气。本研究的范围是基础研究和实际应用的结合。该方法涉及分析工作、建模和模拟。结果将显示所需的氢气量、需要使用什么技术来获得更好的性能以及要使用的太阳能电池板数量。这项研究将表明，如果仅使用氢气作为能源，该系统将能够满足约 20% 的能源需求。事实上，与所需的面积相比，屋顶的平均可用面积太小了。尽管如此，如果在不同场景中实施或与热泵等其他技术相结合，天然气节省的能源将达到近 80%。这项研究还讨论了使用海水代替淡水去离子水的后果和好处。对海水电解进行的分析和模拟研究使 AWE 成为进行海水电解的合适技术，并表明当与 8 千瓦的光伏装置结合使用时可以生产 150 公斤氢气。TRITA – ITM-EX 2022:154