ハイブリッドバッテリー-水素貯蔵を使用したマイクログリッド構成の技術経済的な最適化:NEOM事例研究,サウジアラビア
Abdullah M Alharbi1, Ziad M Ali1, Ahmed A Zaki Diab2
1Department of Electrical Engineering, College of Engineering in Wadi Alddawasir, Prince Sattam Bin Abdulaziz University, Wadi Alddawasir, Saudi Arabia.
この研究は,サウジアラビアの産業コミュニティのためのハイブリッド再生可能エネルギーシステムを最適化しました. 太陽光発電と電池貯蔵システムはゼロの排出量を提供したが,信頼性が低下し,水素貯蔵を備えた統合システムは信頼性が向上した.
科学分野:
- 再生可能エネルギーシステム
- エネルギー貯蔵技術
- 気候変動の緩和
背景:
- 温室効果ガス (GHG) の排出量を削減し,気候変動と闘うための世界的な義務
- 再生可能エネルギーシステムの信頼性と効率性を高めるためのエネルギー貯蔵の重要な役割
- ハイブリッドストレージシステムの実行可能性と費用対効果を評価する必要性
研究 の 目的:
- 100%再生可能エネルギーマイクログリッドのための完全に持続可能なハイブリッドエネルギーシステムを設計し,最適化します.
- 3つの異なるハイブリッドエネルギーシステムの構成を調査し比較する.
- サウジアラビアのネオムの産業コミュニティの技術的・経済的実現可能性を評価する.
主な方法:
- HOMERソフトウェアを使用したシミュレーションと最適化.
- 純現在のコスト (NPC) とレベル化されたエネルギーコスト (LCOE) を含む技術的および経済的側面の評価.
- PV/電池貯蔵システム (BSS),ハイブリッドPV/風力タービン (WT) /BSS,統合PV/WT/BSS/電解機/水素タンク/燃料電池 (FC) の3つの構成を分析した.
- 再生可能な資源の利用可能性と経済的パラメータに関する感受性分析
主要な成果:
- PV/BSSコンフィギュレーションは,ゼロの排出量 (NPC: $2.42M,LCOE: $0.106/kWh) で最も持続可能ですが,信頼性が低いです.
- 統合されたPV/WT/BSS/エレクトロライザー/水素タンク/燃料電池システムは,エネルギー依存性を向上させています (NPC: $2.30M,LCOE: $0.0968/kWh).
- ハイブリッドPV/WT/BSSシステムは,より低いコスト (NPC: $2.11M,LCOE: $0.0968/kWh) を提示しますが,統合システムと比較して信頼性が低下しています.
- 余剰エネルギーは水素の生産に利用できる.
結論:
- ハイブリッドエネルギーシステムの構成の選択は,持続可能性,コスト,および信頼性の間のトレードオフを伴う.
- 水素貯蔵を備えた統合システムは,再生可能エネルギーマイクログリッドのエネルギー依存性を向上させる大きな可能性を示しています.
- 感受性分析は,外部要因に基づくシステムの性能の変動性を強調し,堅牢な設計の必要性を強調します.
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