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Hybrid PV/PVT-Assisted Green Hydrogen Production for Refueling Stations: A Techno-Economic Assessment

ハイブリッドPV/PVTを利用した水素ステーション向けグリーン水素製造の技術経済評価 (AI 翻訳)

K. Bhat, Ashish Srivastava, M. Tabakovic, D. Bell

Energies📚 査読済 / ジャーナル2026-04-18#水素Origin: Global
DOI: 10.3390/en19081966
原典: https://doi.org/10.3390/en19081966

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、水素ステーション向けにPV/PVTハイブリッドシステムを活用したグリーン水素製造の技術経済評価を実施。熱エネルギー利用による電解効率向上とコスト削減を実証し、3つの構成（系統のみ、PVのみ、PV/PVT統合）を比較。統合システムが自家消費率、自立率、効率を向上させることを示した。

English

This study presents a techno-economic assessment of hybrid PV/PVT-assisted green hydrogen production for refueling stations. It models combined electrical, thermal, and hydrogen subsystems, using PVT thermal energy to pre-heat electrolyzer feedwater, reducing electricity demand. Three configurations are compared, showing integrated PV/PVT significantly improves self-consumption, autarky rate, and overall efficiency while lowering costs.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本は水素社会の実現を国家戦略とし、水素ステーションの整備を推進している。本論文の技術経済評価は、日本の分散型水素インフラの設計や補助金政策の妥当性検討に直接活用できる知見を提供する。

In the global GX context

This paper provides a detailed techno-economic framework for green hydrogen refueling stations, contributing to global decarbonization of transport. It addresses the integration of PVT for thermal management, a factor often overlooked in PV-based hydrogen production. The findings are relevant for countries scaling up hydrogen infrastructure under net-zero targets.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a comprehensive simulation framework for hybrid PV/PVT-hydrogen systems, useful for further optimization and integration studies.

🏢実務担当者:Offers quantitative evidence on cost and efficiency benefits of PVT integration, guiding design decisions for hydrogen refueling stations.

🏛政策担当者:Demonstrates economic feasibility of decentralized green hydrogen production, informing subsidy and infrastructure planning.

📄 抄録（日本語訳）

運輸部門の脱炭素化には、低炭素エネルギーキャリアの迅速な導入が必要であり、グリーン水素はゼロ/低排出モビリティの有望な選択肢となりつつある。再生可能エネルギー源によって供給される水素ステーションは、ライフサイクル温室効果ガスを削減し、系統混雑を緩和する実用的な方法を提示する。それにもかかわらず、既存のほとんどの太陽光発電（PV）ベースの水素製造システムは電気的側面のみに焦点を当てており、PVと電解槽の性能に大きな影響を与える熱エネルギーフローと温度効果を見落としている。本研究は、ステーション向けハイブリッドPV/太陽光熱併用（PVT）グリーン水素システムの徹底的な技術経済評価を提供する。シミュレーションフレームワークは、現実的な条件下で電気、熱、水素のサブシステムを組み合わせてモデル化し、屋上PV/PVTコレクター、バッテリー貯蔵、水電解槽、水素貯蔵を組み込んでいる。PVTからの熱エネルギーは電解槽の給水を予熱するために使用され、水素製造の電力需要を低減し、能動冷却によるPV効率を向上させる。水素製造は、ランダムに生成された確率的な日次給油イベントに基づく需要駆動型制御戦略に従う。3つの構成が比較される：（i）系統のみの電気分解、（ii）PVのみ支援の電気分解、（iii）完全統合型PV/PVT支援電気分解。結果は、統合型PV/PVT構成が自己消費率、自給率、および全体的な効率を大幅に向上させ、系統電力と水素製造コストへの依存を低減することを示している。開発されたケーススタディは、PV/PVT支援（分散型）水素供給インフラの経済的実現可能性と実世界での実行可能性を強調している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Decarbonizing the transportation sector requires quick adoption of low-carbon energy carriers, with green hydrogen becoming a promising option for zero/low-emission mobility. Hydrogen refueling stations powered by renewable energy sources present a practical way to cut down lifecycle greenhouse gases and ease grid congestion. Nonetheless, most existing photovoltaic (PV)-based hydrogen production systems focus solely on electrical aspects, overlooking thermal energy flows and temperature effects that greatly impact PV and Electrolyzer performance. This study provides a thorough techno-economic evaluation of a hybrid PV/photovoltaic-thermal (PVT) green hydrogen system for refueling stations. The simulation framework models the combined electrical, thermal, and hydrogen subsystems under realistic conditions, incorporating rooftop PV/PVT collectors, battery storage, a water Electrolyzer, and hydrogen storage. Thermal energy from the PVT is used to pre-heat Electrolyzer feedwater, lowering electricity demand for hydrogen production and boosting PV efficiency via active cooling. Hydrogen production follows a demand-driven control strategy based on randomly generated stochastic daily refueling events. Three configurations are compared: (i) grid-only electrolysis, (ii) PV-only assisted electrolysis, and (iii) fully integrated PV/PVT-assisted electrolysis. The results show that the integrated PV/PVT setup significantly increases self-consumption, autarky rate, and overall efficiency, while lowering reliance on grid electricity and hydrogen production costs. Developed case studies highlight the economic feasibility and real-world viability of PV/PVT-assisted (decentralized) hydrogen refueling infrastructure.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。