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水素アシスト型ハイブリッド再生可能エネルギーミクログリッドと燃料電池を用いたオフグリッド電化の技術経済評価

Techno‐Economic Assessment of a Hydrogen‐Assisted Hybrid Renewable Microgrid with Fuel Cells for Off‐Grid Electrification (原題)

Taib Hasan, Prapti Das, M. Ali, Md. Shafiul Alam, Mohammad Ali, I. H. Imran

Global Challenges📚 査読済 / ジャーナル2026-06-01#再生可能エネルギー対象セクター: power
DOI: 10.1002/gch2.70122
原典: https://doi.org/10.1002/gch2.70122

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、バングラデシュ沿岸部のオフグリッド電化のため、太陽光、風力、バッテリー、水電解、水素タンク、燃料電池を統合したハイブリッドマイクログリッドを設計・評価した。HOMER Proを用いて3つの構成を分析し、最適システム（PV‐WT‐BESS‐電解‐FC‐H2タンク）はCOE $0.139/kWh、ほぼゼロエミッションを達成した。感度分析により風速と負荷需要が経済性に強く影響し、システムの頑健性が確認された。

English

This study designs and evaluates an off-grid hybrid renewable microgrid for coastal Bangladesh, integrating solar PV, wind, battery, electrolyzer, hydrogen storage, and fuel cells. Using HOMER Pro, three configurations are analyzed; the optimal system (PV-WT-BESS-electrolyzer-FC-H2 tank) achieves a COE of $0.139/kWh and near-zero net CO2 emissions. Sensitivity analysis shows wind speed and load demand strongly influence economics, proving the system's robustness for sustainable rural electrification.

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

日本の離島や災害時の自立型電源として、再生可能エネルギーと水素貯蔵を組み合わせたハイブリッドマイクログリッドの有効性を示す事例。特にコスト指標（COE $0.139/kWh）は日本での類似事業の参考となる。

In the global GX context

This provides a cost-effective near-zero-emission off-grid solution using hydrogen storage, relevant for developing countries and island regions globally. It offers techno-economic validation of green hydrogen integration in microgrids, supporting global energy transition efforts.

👥 読者別の含意

🔬研究者:The techno-economic analysis methodology using HOMER Pro and sensitivity analysis provides a replicable framework for hydrogen-assisted microgrid optimization.

🏢実務担当者:The cost data ($0.139/kWh COE) and system configuration can guide project developers in designing off-grid renewable hydrogen systems.

🏛政策担当者:The near-zero emission results support policy incentives for off-grid renewable plus hydrogen storage as a sustainable electrification strategy.

📄 抄録（日本語訳）

バングラデシュ沿岸部の電化は、地理的孤立、脆弱な系統アクセス、そして増大するエネルギー需要による課題に直面している。本研究では、HOMER Pro（バージョン3.14.2）を用いて、ノアカリのチャール・イシュワールにおけるオフグリッド型ハイブリッド再生可能エネルギーマイクログリッドを設計・評価する。提案システムは、太陽光発電（PV）、風力タービン（WT）、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）、電解槽、水素（H 2 ）貯蔵タンク、燃料電池（FC）を統合し、信頼性を向上させ、再生可能エネルギーの断続性を緩和する。3つの構成が分析された：ケースA（PV–WT–BESS–コンバータ–電解槽–FC–H 2 タンク）、ケースB（WTベース）、ケースC（PVベース）であり、180世帯の農村家庭に電力を供給する。ケースAが最適解として浮上し、エネルギーコスト（COE）は0.139ドル/kWh、正味現在価値（NPC）は128万ドル、資本コストは594,206ドルを達成した。このシステムは、年間 –3.79 kgのほぼゼロの正味CO 2 排出量を達成した。この値は、HOMER Proのベースライン排出量オフセット会計に起因するものであり、ほぼ100%再生可能エネルギーによる発電から回避された排出量が、想定された系統排出係数に対してクレジットされるものであって、物理的な炭素隔離を意味するものではない。これにより、グリーン水素統合の substantial な環境便益が強調される。包括的な感度分析により、風速と負荷需要がシステム経済性に強く影響することが示され、構成の堅牢性が検証され、バングラデシュ沿岸部における持続可能で信頼性が高く、費用対効果の高い電化が可能となる。

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）

Rural electrification in coastal Bangladesh faces challenges from geographic isolation, weak grid access, and growing energy demand. This study designs and evaluates an off‐grid hybrid renewable microgrid for Char Ishwar, Noakhali, using HOMER Pro (version 3.14.2). The proposed system integrates solar photovoltaic (PV), wind turbine (WT), battery energy storage system (BESS), electrolyzer, hydrogen (H 2 ) storage tank, and fuel cell (FC) to enhance reliability and mitigate renewable intermittency. Three configurations were analyzed: Case A (PV–WT–BESS–Converter–Electrolyzer–FC–H 2 Tank), Case B (WT‐based), and Case C (PV‐based), supplying electricity to 180 rural households. Case A emerged as the optimal solution, achieving a cost of energy (COE) of $0.139/kWh, a net present cost (NPC) of $1.28 million, and a capital cost of $594,206. The system achieved near‐zero net CO 2 emissions of –3.79 kg/year, a value arising from HOMER Pro's baseline emission offset accounting, wherein avoided emissions from near‐100% renewable generation are credited against the assumed grid emission factor, rather than implying physical carbon sequestration, highlighting the substantial environmental benefits of green hydrogen integration. Comprehensive sensitivity analysis shows wind speed and load demand strongly influence system economics, validating configuration robustness and enabling sustainable, reliable, cost‐effective electrification for coastal Bangladesh.

🔗 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。