日本东海地区光伏燃料电池系统：能源自给率与城市优化

本研究论文探讨了"论文研究 - 具有光伏和燃料电池的集成发电系统的能量特性"，主要关注日本东海地区七个城市的能源自给率提升策略。作者们提出了一个创新的综合能源系统，将光伏（PV）和燃料电池（FC）应用于建筑物中，以提高家庭用户的能源效率。这种系统的核心理念是利用光伏系统（BIPV）来满足建筑的基本电力需求，而当光伏发电超过需求时，多余的电力用于电解水生成氢气，进而驱动燃料电池，弥补能源供应的不足。 研究针对名古屋、丰田、多治见、高山、大垣、滨松和静冈这七个城市的气候条件和实际应用进行了深入分析。结果表明，春季和夏季由于日照充足，BIPV和FC系统的发电量较高，而秋季和冬季则相对较低。随着家庭数量的减少，FC系统的自给率有所提高，达到最佳状态的房屋数量约为16户，此时集成的PV和FC系统能够完全满足其电力需求。 滨松市由于地理位置和气候条件被认为是最适合安装这种系统的城市。论文还通过回归分析探讨了家庭数量与太阳能光伏安装区域的FC系统自给率之间的关系，揭示了一个线性关系模型（y = ax-b），这对于优化系统配置具有重要意义。 此外，论文的研究涵盖了智能电网（SmartGrid）和可再生能源的结合，特别是聚合物电解质燃料电池（PEFC）的应用，强调了这种集成系统的高效性和可持续性。研究结果对于推动绿色建筑的发展，实现能源的高效利用和低碳排放具有重要的实践价值，同时也为其他地区类似系统的规划和实施提供了参考。通过引用《智能电网和可再生能源》杂志2018年的一篇文章，该研究为可持续能源技术领域的学术交流和实际应用做出了贡献。