Agbossou ve arkadaşları [42] tarafından yapılan çalışmada, fotovoltaik-rüzgar türbininden elde edilen enerji yükü beslerken, fazla enerjinin hidrojen eldesi için elektroliz ünitesinde hidrojene dönüştürülerek depolaması sağlanmıştır. Yükü besleyecek enerji hibrid sistem tarafından sağlanamazsa, depolanan hidrojenin yakıt pili ile sistemi beslemesi planlanmıştır. 1 kW fotovoltaik, 10 kW rüzgar türbini, 3.5 kW PEM yakıt pili, 5 kW elektrolizör, 1 kW yük, 150 psgi basınçta, 3.5 m3 hacimde depolama tankı kullanılan sistemin deneysel olarak incelenmesi yapılarak sistem enerji performansları incelenmiştir. 3.5 kW PEM yakıt pili için kalıcı ve geçici durumlarda tepki süreleri belirlenmiştir. Yakıt pili için, optimum çalışma noktası 72–74 °C olarak belirlenmiş ve sıcaklık kontrollü ısı dönüştürücüsü önerilmiştir.
Deneysel çalışmaların dışında sistem performansının simülasyon ile hesaplandığı çalışmada, 500 W güce sahip rüzgar türbini, PEM yakıt pili, elektrolizörden oluşan hibrid enerji sisteminin performansı Matlab-Simulink programında incelemiştir. Tüm sistem şebekeden bağımsız lokal yükü beslerken geçici hal cevabı yük akımındaki değişim, rüzgar hızındaki değişime göre incelenmiştir. Sistemin kontrolü H2 ve O2 akış oranları ile yakıt
hücresinin çıkış gerilimini kontrol edecek PID kontrolörle sağlanmıştır [43]. Onar ve arkadaşları [44] çalışmalarında, Khan ve Iqbal’ın çalışmasına ek olarak ultra kapasitör, rüzgar türbini yakıt hücresi hibrid sistemin simülasyonunu incelemişlerdir. Asenkron jeneratörü süren rüzgar türbini, PEM yakıt hücresi, ultra kapasitör, elektrolizör ve tüm elemanların matematik modelleri çıkartılarak Matlab Simulink ile modellenmiştir. Sistemin dinamik performansı farklı rüzgar hızları için incelenmiştir. Sistemde yeterli rüzgar olduğu durumda yükü rüzgar türbini besler ve eğer fazla miktarda güç mevcutsa kalan güç elektroliz ünitesinde hidrojene dönüştürülür. Rüzgarın
yetmediği durumda kalan güç yakıt pili tarafından sağlanır. Ultra kapasitör geçici dalgalanmalar ve maksimum güç ihtiyacı söz konusu olduğu durumlarda etkin bir şekilde kullanılmıştır. Sistem şebekeden bağımsız değişken yükler için tasarlanmıştır.
Khan ve Iqbal [45], simülasyonla yapılan rüzgar- elektroliz-yakıt pili sistemi, yükün beslenmesi için yakıt pili ve rüzgar türbini birlikte kullanılarak rüzgarın kararsızlığından dolayı oluşan sorunları gidermiştir. Ultra kapasitör ve güç kontrol birimleri ile elde edilecek A.A gerilimde dalgalanmaların önlenmesi amaçlanmıştır. PID kontrolör sistemin kontrolünde kullanılmıştır. Gerilimdeki dalgalanmalar belirlenen aralıkta olduğu için önerilen sistemde aküye ihtiyaç duyulmamıştır.
Thanaa ve arkadaşları [46], fotovoltaik panel, rüzgar türbini, yakıt hücresinden oluşan hibrid enerji üretim sistemini incelemişlerdir. Sistemde üç farklı enerji üretim sisteminin güç akışı kontrol edilerek, en iyi verim noktasında çalışması bulanık kontrolör ile denetlenerek sağlanmıştır. Bulanık kontrolör fotovoltaik panellerin maksimum güç noktasında çalışması ve rüzgardan elde edilecek gücü maksimum noktada çalıştırmak için kullanılmıştır. Sistemde 1 kWp fotovoltaik paneller ve 1 kW gücünde rüzgar türbini kullanılmıştır. Hidrojen eldesi için ise 1 kW PEM elektroliz ünitesi kullanılmıştır. Hibrid rüzgar, güneş enerjili hidrojen depolayan sistemin performansı ile ilgili deneysel çalışmada fotovoltaik-rüzgar hibrid sistemine entegre edilmiş PEM elektroliz ünitesinden hidrojen üretilmesi incelenmiştir.
Rüzgar hızı 2–5 m/s arasında güneş radyasyon değeri ise 200–800 W/m2
arasında değişirken, sistem 130–140 ml/dak değerinde hidrojen üretmektedir. Bechrakis ve arkadaşları [47] yaptığı çalışmada çevresel açıdan sürdürülebilir ve sıfır gaz emisyonuna sahip şebeke bağımsız otonom bir hibrid yenilenebilir enerji sisteminin turizm sektöründe bir otelin enerji ihtiyacını karşılayabilecek şekilde boyutlandırılması yapılmıştır. Yunanistan ‘daki bir adada rüzgar-hidrojen-yakıt pili sisteminin simülasyonu, ekonomikliğini de içerecek şekilde yapılmıştır. Özellikle turizmde yaşanan
pik sezon için kullanılması planlanan hidrojen ve yakıt pili yedek bir enerji kaynağı olarak düşünülmüştür. Yük profili yüksek sezonda 1–4.5 kW arasında düşük sezonda ise 1–2.8 kW arasında değişen yük ihtiyacı belirlenmiştir. Sıcaklığın çok yüksek olmadığı adada klima gibi aşırı enerji ihtiyacı dikkate alınmamıştır. Belirlenen güç stratejisi soğutma dolaplarının da dahil olduğu tüketim araçlarının eşzamanlı devreye girip çıkması bir kontrol sistemi ile sağlanmıştır. Çalışma stratejisine göre, rüzgardan elde edilen enerjinin, yükün ihtiyacının % 5’inden fazla olduğu durum için elektrolizör devreye girerek hidrojen üretmektedir.
Yunanistan’da Xanthi bölgesinde yapılan bir çalışmada [48], rüzgar, fotovoltaik hibrid yenilenebilir enerji sisteminden elektroliz yoluyla hidrojen elde edilerek yakıt pillerinde kullanılan sistemin çalışma stratejisi araştırılmıştır. 5 kWp Fotovoltaik, 9 kW rüzgar, 1 kW yük, 2600 Ah akü, 5.2
kW elektrolizör, 4 kW yakıt pili, 6 m3 depolama ve otonom çalışma süresi 8
gündür. Rüzgar ve güneşten elde edilen fazla enerjinin hidrojen eldesinde
kullanılması çalışma stratejisi olarak belirlenmiştir. Değişken durumda
üretilen enerji için seçilen elektrolizör ve yakıt pilinin yükün enerji ihtiyacını tam olarak karşılaması amaçlanmıştır. Bu açıdan karar fonksiyonu olarak şarj durumu kontrolü (State of Charge-SOC) kullanılmıştır. Üç farklı güç yönetim stratejisi uygulanarak performansları değerlendirilmiştir. Akülerin aşırı şarj ve aşırı deşarj olma durumlarında oluşabilecek hasarın önlenmesi için SOC durumu güç kontrol stratejinin önemli bir noktasını oluşturmaktadır.
Hidrojenin yenilenebilir enerji kaynaklarıyla üretilip farklı depolama yollarının kullanıldığı çalışmada, güneş enerji destekli şebeke bağımsız çalışan sistem için hibrid enerji depolanmasında, kaynağın ve yükün enerji ihtiyacının günlük ve sezonluk olarak iyi eşleşmediği durumlarda incelenip zamana bağlı bir model geliştirilmiştir. Hibrid depolama sistemi için iki algoritma geliştirilmiştir. Sistemin kontrolü için konvansiyonel yöntem şarj durumu (SOC) kontrolü kullanılmıştır. Kontrol yöntemi olarak, gelecek yük tahmini kullanılmıştır. Şebekeden bağımsız çalışan yenilenebilir hibrid enerji sistemlerinde, yükün enerjisiz kalmaması için depolanması oldukça dikkatli
hesaplanmalıdır. Akülerde enerji depolamanın yenilenebilir enerji gibi kesikli meteorolojik kaynaklardan beslenen ve çok uzun süreli enerji depolamanın gerektiği durumlarda kullanılması sistemin maliyetini artırır. Birden fazla enerji depolama sisteminin kullanıldığı hibrid sistemler, sistem maliyetlerini tekil depolama yöntemine göre düşürebilmektedir. Hidrojen enerji depolama sistemi bu açıdan elektroliz, hidrojen depolama tankı ve bir yakıt pilini kapsar. Sistemin kontrol algoritmasının ve boyutlandırılmasının iyi bir şekilde tasarlanmış olması gerekmektedir [49].
Başka bir çalışmada [50] ise 1.5 kW rüzgar türbinine bağlı 1 kW elektroliz ünitesinden elde edilen hidrojen ile 1 kW gücünde PEM yakıt pili ile 40–125 W aralığında değişen elektriksel yükün beslenmesi sağlanmıştır. Çalışmada tüm sistem Matlab-Simulink programında modellenerek, matematiksel modelleri oluşturulmuştur. Modelde rüzgar türbininde kullanılan sabit mıknatıslı alternatörün matematiksel modeli indirgeme yapılarak kullanılmıştır. Sistemin eşdeğer elektriksel modeli basit seri indirgeme devresi olarak elde edilmiştir.
Rüzgar türbinleri ve sıfır emisyon termal güç santralleri gibi tesisler için büyük güçte elektroliz ile hidrojen eldesinin incelendiği bir diğer çalışmada [51] ise 3 farklı çalışma stratejisi önerilmiştir. Rüzgar türbinin kapasitesinin % 20–100 ve termal enerji güç santrali için % 10–35 olduğunda elektroliz kapasitesi araştırılmıştır. Her bir strateji için atmosfere salınan CO2 gazındaki
azalma miktarı hesaplanmıştır. Bu doğrultuda büyük miktarda salınan karbondioksit gazında azalma olacağı hesaplanmıştır.