Gestión de red de energía híbrida: simulación y optimización de gran escala de PV acoplado con generación de hidrógeno
Autores: Cerchio, Marco; Gullí, Francesco; Repetto, Maurizio; Sanfilippo, Antonino
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Gestión de red de energía híbrida: simulación y optimización de gran escala de PV acoplado con generación de hidrógeno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Energía renovable
Redes de energía híbridas
Herramientas de optimización
Radiación solar
Fuerza del viento
Redes eléctricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La producción de energía eléctrica de fuentes de energía renovable (FER), principalmente fotovoltaica y energía eólica, se ve afectada por su fuente primaria de energía: el valor de la radiación solar o la fuerza del viento. Las redes eléctricas con una gran proporción de estas fuentes deben gestionar desequilibrios temporales entre la oferta y la demanda. Las Redes de Energía Híbrida (HEN) pueden mitigar los efectos de este desequilibrio al proporcionar una conexión entre la red eléctrica y otros vectores energéticos como el calor, el gas o el hidrógeno. Estas conexiones pueden activar sinergias entre las redes que, en conjunto, aumentan la proporción de fuentes renovables ayudando a la descarbonización del sector energético. A medida que el sistema energético se vuelve más complejo, aumenta la necesidad de herramientas de simulación y optimización. La optimización matemática se puede utilizar para buscar una estrategia de gestión que maximice un objetivo específico, por ejemplo, económico, es decir, el costo de gestión mínimo, o ambiental como la mejor explotación de las FER. El presente trabajo presenta un procedimiento de optimización de Programación Lineal Mixta Entera (MILP) que busca el costo mínimo de funcionamiento de un sistema compuesto por una planta fotovoltaica a gran escala donde se encuentra presente la producción de hidrógeno, su almacenamiento y conversión a electricidad. Además, se considera una conexión a una red de gas natural donde se puede vender hidrógeno. Se estudian y analizan diferentes estrategias de funcionamiento en función de los precios de la electricidad y otras formas de explotación de la energía eléctrica.
Descripción
La producción de energía eléctrica de fuentes de energía renovable (FER), principalmente fotovoltaica y energía eólica, se ve afectada por su fuente primaria de energía: el valor de la radiación solar o la fuerza del viento. Las redes eléctricas con una gran proporción de estas fuentes deben gestionar desequilibrios temporales entre la oferta y la demanda. Las Redes de Energía Híbrida (HEN) pueden mitigar los efectos de este desequilibrio al proporcionar una conexión entre la red eléctrica y otros vectores energéticos como el calor, el gas o el hidrógeno. Estas conexiones pueden activar sinergias entre las redes que, en conjunto, aumentan la proporción de fuentes renovables ayudando a la descarbonización del sector energético. A medida que el sistema energético se vuelve más complejo, aumenta la necesidad de herramientas de simulación y optimización. La optimización matemática se puede utilizar para buscar una estrategia de gestión que maximice un objetivo específico, por ejemplo, económico, es decir, el costo de gestión mínimo, o ambiental como la mejor explotación de las FER. El presente trabajo presenta un procedimiento de optimización de Programación Lineal Mixta Entera (MILP) que busca el costo mínimo de funcionamiento de un sistema compuesto por una planta fotovoltaica a gran escala donde se encuentra presente la producción de hidrógeno, su almacenamiento y conversión a electricidad. Además, se considera una conexión a una red de gas natural donde se puede vender hidrógeno. Se estudian y analizan diferentes estrategias de funcionamiento en función de los precios de la electricidad y otras formas de explotación de la energía eléctrica.