Wielokryterialna analiza współpracy hybrydowego systemu wytwórczego z systemem elektroenergetycznym

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.

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.