Concept 1 - geen electriciteitsaansluiting: waterstof en zonne-energie

Concept 2 - geen electriciteitsaansluiting: batterij en zonne-energie

De praktijk en de kosten van een batterij in plaats van waterstof <klik hier>

Genereren van Waterstof (elektrolyse)

Opslag van Waterstof (compressie)

Genereren van elektriciteit(brandstofcel)

Hieronder wordt uitgerekend wat de capaciteit van de elektrolyser in Liter waterstof per minuut moet zijn.

1. CAPACITEIT PER JAAR

In het voorbeeld van Concept 1 - geen electriciteitsaansluiting: waterstof en zonne-energie is 2.000.044 liter waterstof nodig, dat moet binnen een jaar opgewekt worden. Dat is 3,9 Liter waterstof per minuut.

De elektrolyser moet dus tenminste 3,9 L/min waterstof kunnen genereren.

2. DAGLICHT

De elektrolyser werkt alleen als de zonnepanelen electriciteit produceren. Dat doen de zonnepanelen alleen als het licht is. In de tabel hieronder is berekend hoeveel minuten het licht is en wat dan de waterstofproductie in liter per minuut moet zijn.

De totale hoeveelheid waterstof per jaar is 2.044.267 liter (ruim 2 miljoen liter bij normale luchtdruk), dat is voldoende om alle electriciteit op te wekken gedurende de 4 wintermaanden als de zon niet schijnt voor een huishouden dat 5000 kWh per jaar gebruikt.

De tabel bevat het percentage zonne-energie dat elke maand geproduceerd wordt. In juni bijvoorbeeld produceren de panelen 14% van alle zonne energie. Dus moet in juni ook 14% van alle waterstof geproduceerd worden. Dat is in de tabel 278.804 liter waterstof.. Juni telt 29960 minuten dat het licht is, dus moet in 29960 minuten die 14% waterstof gemaakt worden, dat is 9,3 liter per minuut.

In werkelijkheid produceren de zonnepanelen niet meteen energie als het licht is; slechts gedurende 45% van de tijd dat er daglicht is produceren ze ruim 80% van alle stroom. Klik hier voor detail informatie.  Dat betekent dat in juni 20.5 Liter per minuut geproduceerd moet worden (zie de kolom: " L/min tijdens zonnepanelen productie" ).

De capaciteit in Liters per minuut is veel lager bij gebruik van een hybride concept waarbij de electriciteit in een batterij wordt opgeslagen gedurende de dag, en de electrolyser 24 uur de tijd heeft om de electriciteit in waterstof om te zetten. Dat is te zien in de laatste kolom; in juni hoeft dan in juni slechts 6.45 Liter waterstof per minuut gemaakt te worden (de piek ligt in mei met 6.94L/min). Dat is dan wel de minimum capaciteit de nodig is om de vereiste 2 miljoen Liter waterstof te kunnen maken.

De 38 zonnepanelen van 300Wp wekken maximaal 8.9kW op. In de figuur hieronder is te zien dat 15 panelen 3.5kW opwekken op een piekmoment (27-6-2019, 13:15), dus 38 panelen wekken maximaal 8.9 kW op.

De elektrolyser moet dus een vermogen van 8.9 kW kunnen omzetten in waterstof.

Een commerciel verkrijgbare elektorlyser , bijvoorbeeld de QL-2000 kan tot 2 L /min waterstof maken met een ingangsvermogen tot 1000W. Deze kost 7.000 euro. Er zijn er 9 stuks van nodig om het elektrische vermogen tijdens piekmomenten (8.9kW) te kunnen omzetten in 18 L waterstof op piekmoment, dus in totaal kost de elektrolyser dan 63.000,- euro.

Het ontwerp van de elektrolyser wordt daarmee:

Dit concept is bijzonder onpraktisch omdat de korte tijd waarin de stroom wordt opgewekt een elektrolyser vereist die heel veel vermogen heeft en veel waterstof per minuut kan produceren en dus heel duur is.

Een hybride concept is veel eenvoudiger en goedkoper.

NEXT: - hybride concept