光伏电解槽效率飙涨至97.18%！商机显现

近年来，随着全球对清洁能源需求的增长，光伏（太阳能）技术的普及正逐步深化。而通过光伏系统驱动电解槽进行氢气生产，正在成为新能源领域备受关注的研究方向之一。2026年，一项来自澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）悉尼校区的研究，提出了针对独立光伏-电解槽系统的两种低功率穿越策略。这一研究成果已发表在能源领域的学术刊物《Applied Energy》。

低功率穿越（Low-Power Ride-Through）是一种控制策略，能够使电力设备在电网短暂扰动（如电压骤降或部分供电中断）期间仍保持连接，并以降低功率的方式继续运行。对于光伏驱动的电解槽系统，这一方法通过调整电解槽的功率需求以匹配太阳能输出的实际水平，从而保持系统的稳定性。

光伏-电解槽系统结构与对比

研究中，科学家们对比了两种光伏-电解槽系统的功率转换架构：单级转换架构和两级转换架构。

• 单级转换架构：该方案采用单一DC/DC转换器直接连接光伏阵列和电解槽。虽然设计简单，但控制灵活性有限。
• 两级转换架构：在光伏阵列和电解槽之间增加一个中间DC链路和两个DC/DC转换器，允许更独立的控制。从而提高了系统在太阳能波动条件下的适应性和稳定性。

两级系统分为两种运行模式：

1. 模式一：光伏系统运行在最大功率点跟踪（MPPT）状态，同时通过调整DC链路电压使电解槽能吸收可用的太阳能电力。
2. 模式二：DC链路电压得到精准调控，而电解槽电流保持恒定，从而实现对氢气产生的精准控制。但如果此时太阳能输出骤然下降，可能会导致供需失衡，进而引发DC链路电压的不稳定。低功率穿越策略通过降低电解槽电流匹配实际的太阳能输出，或切换回模式一，解决这一问题。

仿真与实验验证

研究团队通过仿真和实验方式验证了提出的策略。针对一个额定功率为5 kW的系统模型，科学家们模拟了光伏阵列、电解槽及功率电子装置，并在光照条件突然变化等复杂动态环境中进行测试。

此外，一款基于200W功率的实验室原型（采用氮化镓转换器技术）也被用于实验，结果证明仿真结果与实际运行条件相符。

一些关键实验结果如下：

这一策略下的控制模式切换，能在0.5秒内稳定系统运行。

单级与双级架构的应用场景

研究表明，对于小型光伏-电解槽系统，单级转换器架构已经足够；而在需要大规模应用光伏-电解槽系统以实现工业化目标时，两级架构则显得至关重要。这主要是因为在大规模系统中，由于电压范围显著不匹配，分级功率转换和更高级的控制功能成为可靠高效运行的必要条件。

国际合作

此次研究由新南威尔士大学领衔，并与来自荷兰代尔夫特理工大学和英国巴斯大学的科学家共同合作完成。

最后建议：这项研究不仅为太阳能电解槽技术应用提供了广泛的理论支持，也展示了其在确保系统稳定性、提高能源利用效率方面的潜力。国内的光伏和新能源从业者可以看重类似技术动态，助推我国在绿色能源转型中走得更远。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/solar-to-hydrogen-efficiency-hits-97.html