Details

Solar energy possesses the capability to generate night-time illumination and industrial power while supplying energy for future city development and maintaining functionality despite cloud cover. Hydrogen Energy Storage (HES) represents the modern remedy that solves solar powers most critical limitation. This research investigates the capability of HES to address intermittency problems which solar power creates when integrated with the local power grid network. HES keeps energy supplies stored for extended periods which improves the integration of renewable power systems. The work adopts three evaluation methods which include literature reviews and case studies and simulations. Literature demonstrates BESS excel for short-term storage but hydrogen storage succeeds better due to its high density and large-scale potential for long-term and seasonal storage applications. The conversion process of hydrogen production through electrolysis and reformation using fuel cells is presented in detail. Multiple real-life implementations in Germany, Japan and Australia prove the successful use of HES to stabilize power grids, power transportation systems and operate in industrial environments. The technical and financial feasibility of combining hydrogen storage with solar power has been demonstrated through various projects which decrease dependency on fossil fuels along with improving national energy defences. Simulations of PEM electrolysers showed essential operating features in addition to efficiency data from fuel cell-system analysis. The research study defines key optimization areas which demand thermal management improvements combined with purified gases in fuel cell technology. PV-BESS systems require a comparative evaluation to show their different performance levels related to efficiency and costs alongside their expansion capabilities. HES adoption needs technological advancements alongside supportive policies even though it faces initial cost barriers and efficiency performance issues. Future initiatives need to concentrate on developing catalysts that exclude precious metals alongside durability enhancement for fuel cells while studying supportive policies for their implementation. The solution of these problems will enable HES to become a vital contributor to sustainable power systems that resist disruptions while advancing global carbon emission reductions.

Солнечная энергия обладает способностью генерировать освещение в ночное время и промышленную мощность, обеспечивая при этом энергией будущее развитие городов и поддерживая функциональность, несмотря на облачный покров. Водородные аккумуляторы энергии (ГЭС) представляют собой современное решение, которое устраняет наиболее серьезные ограничения солнечной энергетики. В этом исследовании изучается способность HES решать проблемы с перебоями в работе, которые возникают при использовании солнечной энергии при интеграции с местной электросетью. HES сохраняет запасы энергии в течение длительного времени, что улучшает интеграцию систем возобновляемой энергетики. В работе использованы три метода оценки, которые включают обзоры литературы, тематические исследования и моделирование. В литературе показано, что BESS отлично справляется с кратковременным хранением, но водородные хранилища более эффективны благодаря своей высокой плотности и широкому спектру возможностей для долгосрочного и сезонного хранения. Подробно представлен процесс конверсии производства водорода путем электролиза и преобразования с использованием топливных элементов. Многочисленные реальные примеры применения ГЭС в Германии, Японии и Австралии доказывают успешное использование ГЭС для стабилизации электросетей, систем транспортировки электроэнергии и эксплуатируются в промышленных условиях. Техническая и финансовая целесообразность объединения накопителей водорода с солнечной энергией была продемонстрирована в ходе реализации различных проектов, которые снижают зависимость от ископаемого топлива наряду с улучшением национальной энергетической безопасности. Моделирование PEM-электролизеров показало основные рабочие характеристики в дополнение к данным об эффективности, полученным в результате анализа системы топливных элементов. В исследовании определены ключевые области оптимизации, которые требуют улучшения терморегулирования в сочетании с использованием очищенных газов в технологии топливных элементов. Системы PV-BESS требуют сравнительного анализа оценка, позволяющая выявить различия в уровнях эффективности и затратах, а также возможности расширения. Внедрение HES требует технологических достижений наряду с политикой поддержки, даже несмотря на то, что оно сталкивается с первоначальными барьерами в плане затрат и проблемами с эффективностью. Будущие инициативы должны быть сосредоточены на разработке катализаторов, исключающих использование драгоценных металлов, а также на повышении долговечности топливных элементов и изучении политики поддержки их внедрения. Решение этих проблем позволит ГЭС внести важный вклад в устойчивые энергетические системы, которые будут противостоять сбоям в работе и одновременно способствовать глобальному сокращению выбросов углекислого газа.