Techno-economic assessment of a solar-powered green hydrogen storage concept based on reversible solid oxide cells for residential micro-grid: A case study in Calgary
Notice bibliographique
Résumé
Solar photovoltaic (PV)-based electricity production has gained significant attention for residential applications in recent years. However, the sustainability and economic feasibility of PV systems are highly dependent on their grid-connected opportunities, which may diminish with the increasing penetration of renewable energy sources into the grid. Therefore, securing reliable energy storage is crucial for both grid-connected and off-grid PV-based residential facilities. Given the high capital costs and environmental issues associated with batteries, hydrogen energy emerges as a superior option for medium to large residential applications. This paper proposes an innovative concept for PV-based green hydrogen production, storage, and utilization using solid oxide cells within residential micro-grids. It includes comprehensive techno-economic and environmental analyses of the proposed system, utilizing dynamic solar data, with a case study focusing on Calgary. The results indicate that seasonal hydrogen storage significantly enhances the feasibility of meeting the electricity demand of an off-grid residential community consisting of 525 households connected to a 4.6 MW solar farm. With the inclusion of Canadian clean hydrogen tax incentives, the monthly cost per household is approximately $319, potentially decreasing to $239 with advancements in solid oxide cell technology and extended lifetimes of up to 80,000 h. Furthermore, implementing this system in Calgary could result in a monthly reduction of at least 250 kg of CO 2 emissions per household. • Proposing a novel design for solar-based green hydrogen production, storage, and utilization. • Introducing an efficient and economic off-grid based solar PV and solid oxide cells. • Performing a comprehensive comparative techno-economic analyses for case study of Calgary. • Achieving a monthly electricity cost of $319 by designing this micro-grid for 525 households. • Reducing GHG emissions by 250 kgCO 2 /month for each household by employing this system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».