Wielokryterialna analiza współpracy hybrydowego systemu wytwórczego z systemem elektroenergetycznym

• Autorzy: Ceran B. , Sroka K.

Warianty tytułu

EN

Multi-citeria analysis of the cooperation of the hybrid and electrical power systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W referacie zaprezentowano wyniki wielokryterialnej analizy współpracy hybrydowego systemu wytwórczego (HSW) składającego się z turbin wiatrowych, paneli fotowoltaicznych oraz magazynu energii elektrolizer – ogniwo paliwowe typu PEM z systemem elektroenergetycznym. Przedstawiono równania bilansowe opisujące rozpływy mocy w analizowanym systemie hybrydowym. W analizie wielokryterialnej przyjęto następujące scenariusze: bazowy S-I – układ hybrydowy zasila odbiorcę o profilu komunalnym o maksymalnym poborze mocy 60 kW i rocznym zapotrzebowaniu na energię elektryczną w ilości 340 MWh w trybie off-grid, scenariusze S-II, S-III, S-IV – system elektroenergetyczny pokrywa 25%, 50%, 75% zapotrzebowania na energię przez odbiorcę. Jako kryteria oceny rozpatrywanych scenariuszy przyjęto: zużycie paliwa (wodoru) dodatkowego (back-up) przez hybrydowy system wytwórczy (kryterium energetyczne), jednostkowy koszt wytwarzania energii elektrycznej przez hybrydowy system wytwórczy (kryterium ekonomiczne), emisja dwutlenku węgla podczas pracy (kryterium środowiskowe) oraz stopień wykorzystania mocy zamówionej w systemie przez odbiorcę (kryterium energetyczne). Przebadano wpływ wag wyżej wymienionych kryteriów na wynik końcowy analizy wielokryterialnej.

EN

The paper presents the results of a multi-criteria analysis of cooperation between the hybrid power generation system of wind turbines, photovoltaic modules and a PEM fuel cell with an electrolyzer as energy storage with an electrical power system. The balance equations that describe the load flow in the analyzed hybrid power generation system were presented. Four work scenarios were analyzed and compared: scenario S-I: the hybrid power generation system supplies the receiver of the a municipal profile with a maximum power consumption of 60 kW and an annual demand for electric energy of 340 MWh, without a power system, scenarios S-II, S-III, S-IV: electrical power system supplies 25%, 50% and 75% of the energy load. The following criteria were adopted for the evaluation scenarios: unit hydrogen consumption by hybrid power generation system for the purposes of backup (energy criterion), unit cost of energy produced by a hybrid power generation system (economic criterion), unit emission of carbon dioxide – CO2 (environmental criterion), capacity utilization of power ordered by the customer from the power system (energy criterion). The influence of the criteria weights on the result of the multi-criteria analysis were analyzed.

Słowa kluczowe

PL

hybrydowe systemy wytwórcze; ogniwa paliwowe; magazynowanie energii

EN

hybrid power generation systems; fuel cells; energy storage

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 19, z. 4
• Strony: 37--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ceran B.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki, Poznań

autor

Sroka K.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektroenergetyki, Poznań

Bibliografia

• Alsayed i in. 2013 – Alsayed, M., Cacciato, M., Scarcella, G. i Scelba, G. 2013. MulticriteriaOptimal Sizing of Photovoltaic-Wind Turbine Grid Connected Systems. IEEE Transactions on EnergyConversion Vol. 28, Issue: 2, s. 370–379.
• Ceran, B. i Sroka, K. 2015. Performance Analysis of a Hybrid Generation System of Wind Turbines, Photovoltaic Modules, and a Fuel Cell. Acta Energetica 2/23, s. 36–42.
• Gładyś, H. i Matla, R. 1999. Praca elektrowni w systemie elektroenergetycznym. WNT, Warszawa.
• Mucha i in. 2012 – Mucha Z., Mikosz J. i Generowicz A. 2012. Zastosowanie analizy wielokryterialnej do wyboru technologii w małych oczyszczalniach ścieków. Środowisko – czasopismo techniczne Politechniki Krakowskiej, z. 4, s. 145–155.
• Nadimi, A. i Adabi, F. 2016. Optimized Planning for Hybrid Microgrid in Grid – Connected Mode. Internatinal Journal of Renewable Energy Research Vol. 6, No. 2.
• Paska, J. 2013. Generacja rozproszona z wykorzystaniem hybrydowych układów wytwórczych. Energetyka 6 (708), s. 457–462.
• Saif i in. 2012 – Saif, A., Zeineldin, H.H., Kennedy, S. i Kirtley, J.L.Jr. 2012. Multi-Criteria Design of a Grid Connected PV-Wind-Battery Hybrid Power System with Stochastic Supply. The 12th International Conference on Probabilistic Methods Applied to Power Systems, At Istanbul, Turkey, Conference Paper.
• Surygała, J. 2008. Wodór jako paliwo. WNT, Warszawa.
• Szczerbowski, R. i Ceran B. 2015. Transformation of Polish Energy Policy in the Context of Changes in European Union Member States. Acta Energetica 3/24, s. 108–113.
• Tomczyk, P. 2009. Szanse i bariery rozwoju energetyki wodorowej. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2/2, s. 593–606.
• Wójcik i in. 2014 – Wójcik, W., Mucha, Z. i Generowicz, A. 2014. Wybór wariantu usuwania i unieszkodliwiania ścieków z wykorzystaniem analizy decyzyjnej na przykładzie wiejskich jednostek osadniczych. Acta Scientiarum Polonorum 13 (3), s. 101–114.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.