Rekenbasis: onderste verbrandingswaarde (LHV). Alle rendementen in deze tool zijn berekend ten opzichte van de LHV van waterstof (33,3 kWh/kg of 120 MJ/kg), zoals gangbaar in de industrie en in de meeste technische fiches. Wie met de bovenste verbrandingswaarde (HHV, 39,4 kWh/kg) rekent, vindt voor een elektrolyser een hoger rendement (ηHHV = ηLHV · 1,18) en voor een brandstofcel een lager rendement (ηHHV = ηLHV / 1,18). Het verbruik in kWh/kg en het rondrendement veranderen niet.
Schematisch overzicht
—
—
—
—
—
Energiestroom [vermogen per stap]
Rendement als functie van de celspanning [%]
η t.o.v. onderste verbrandingswaarde (LHV)
η t.o.v. bovenste verbrandingswaarde (HHV)
Uw werkpunt
Toepassing
Elektrolyser
kW
Brandstofcel
kW
Economie en milieu
€/kg
Aanname voor de brandstofkost. Aan een tankstation ligt de prijs meestal hoger.
kg/kWh
Formules
Elektrolyse
H₂O → H₂ + ½ O₂
ΔH = 286 kJ/mol (HHV)
ΔG = 237 kJ/mol
U_rev = 1,23 V · U_tn = 1,48 V
Rendement en celspanning
η_HHV = 1,48 / U_cel
η_LHV = 1,25 / U_cel (EL)
η_LHV = U_cel / 1,25 (FC)
Waterstofstroom
EL: ṁ = P / (LHV/η + c)
FC: ṁ = P / (η · LHV)
LHV = 33,3 kWh/kg
HHV = 39,4 kWh/kg
1 kg H₂ = 11,1 Nm³ (0 °C)
c = compressie-energie [kWh/kg]
H₂O → H₂ + ½ O₂
ΔH = 286 kJ/mol (HHV)
ΔG = 237 kJ/mol
U_rev = 1,23 V · U_tn = 1,48 V
Rendement en celspanning
η_HHV = 1,48 / U_cel
η_LHV = 1,25 / U_cel (EL)
η_LHV = U_cel / 1,25 (FC)
Waterstofstroom
EL: ṁ = P / (LHV/η + c)
FC: ṁ = P / (η · LHV)
LHV = 33,3 kWh/kg
HHV = 39,4 kWh/kg
1 kg H₂ = 11,1 Nm³ (0 °C)
c = compressie-energie [kWh/kg]
Indicatieve berekening op basis van een constant werkpunt en de onderste verbrandingswaarde (LHV) van waterstof. In werkelijkheid daalt het rendement bij hoge belasting en door veroudering van de cellen; de rendementen per technologie zijn richtwaarden. Volumes in Nm³ gelden bij 0 °C en 1,013 bar.