In the United Kingdom, 85% of households rely on natural gas for space/water heating and cooking. On average, the yearly demand for one household for providing heat from natural gas is 13300 kWh. The growing need to suppress the use of such fossil fuels to provide energy brings to consider alternative solutions involving renewable energy sources. This thesis aims to study a solar hydrogen plant that will try to provide the necessary energy in the form of hydrogen, which will be used as storage and the primary source of energy for a typical house. The particularity of this plant is that direct seawater electrolysis is used to produce hydrogen. The scope of this study is a mix between fundamental research and practical application. The method involves analytical work, modelling and simulation. The results will show what the required amount of hydrogen is, what technology needs to be used to obtain better performance and the number of solar panels to use. This study will show that if only hydrogen is used as an energy source, the system will be able to tackle about 20% of the energy requirements. Indeed the average available area of roofs is too tiny compared to what would be needed. Nevertheless, if implemented within different scenarios or combined with other technologies such as heat pumps, the saved energy from natural gas will reach almost 80%. This study also discusses the consequences and the interests of using seawater instead of fresh deionised water. The analytical and simulation study performed on seawater electrolysis enabled to select AWE as a suitable technology for performing seawater electrolysis and showed that 150 kg of hydrogen can be produced when coupled with a PV installation of 8 kW. / I Storbritannien är 85 % av hushållen beroende av naturgas för uppvärmning av rum/vatten och matlagning. Det växande behovet av att minska användningen av fossila bränslen för energiförsörjning gör att man måste överväga alternativa lösningar med förnybaraenergikällor. Syftet med den här avhandlingen är att undersöka den tekniska genomförbarheten av en vätgasanläggning för solenergi som ska försöka tillhandahålla den nödvändiga energin i form av vätgas som sedan ska användas som lagring och huvudkälla för energi i ett typiskt hus. Det speciella med denna anläggning är att direkt elektrolys av havsvatten används för att producera vätgas. Den här studien är en blandning av grundforskning och praktisk tillämpning. Metoden omfattar analys, modellering och simulering. Resultaten kommer att visa vilken mängd vätgas som krävs, vilken teknik som måste användas för att uppnå så hög prestanda som möjligt och hur många solpaneler som bör användas. Undersökningen visar att om endast vätgas används som energikälla kan systemet täcka cirka 20 % av energibehovet. Den genomsnittliga tillgängliga takytan är dock för liten jämfört med vad som skulle behövas. Vid olika scenarier i kombination med annan teknik, t.ex. värmepumpar, kommer den sparade energin från naturgas att uppgå till nästan 80 %. I studien diskuteras också konsekvenserna och intresset av att använda havsvatten i stället för färskt avjoniserat vatten. Den analys- och simuleringsstudie som utfördes på havsvattenelektrolys gjorde det möjligt att välja AWE som en lämplig teknik för havsvattenelektrolys och visade att 150 kg vätgas kan produceras i kombination med en solcellsanläggning på 8 kW.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-322260 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Chaubier, Lucas |
| Publisher | KTH, Kraft- och värmeteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:154 |
Page generated in 0.1101 seconds