کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8071275 1521392 2018 53 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Spatio-temporal optimization of a future energy system for power-to-hydrogen applications in Germany
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی اسپکتیو زمانبندی یک سیستم انرژی آینده برای کاربردهای انرژی به هیدروژن در آلمان
کلمات کلیدی
سیستم های انرژی تجدید پذیر، بهینه سازی، روزهای معمول برق به گاز، ذخیره انرژی، ذخیره سازی فصلی،
ترجمه چکیده
دستیابی به اهداف کاهش گازهای گلخانه ای، نیاز به افزایش سهم انرژی های تجدید پذیر در سیستم های انرژی امروز دارد. عدم هماهنگی فضایی و زمانی بین تقاضای برق و تقاضای مصرف کنندگان ناشی از نوسانات تولید برق تجدید پذیر می تواند با انتقال انرژی و ذخیره سازی برطرف شود. در اینجا یک گزینه مفهوم انرژی به گاز است. با این کار، هیدروژن توسط الکترولیز آب تولید می شود و سپس می تواند به صورت انعطاف پذیری در تمام سیستم های انرژی توزیع و ذخیره شود. در این مطالعه، یک مدل بهینه سازی ارائه شده است که نشان دهنده یک سیستم انرژی به عنوان گره های متصل چند است و ویژگی های وابسته به زمان سیستم را از لحاظ ادغام روزهای معمول و ترتیب زمانی آنها در نظر می گیرند. این روش برای تعیین هزینه های بهینه طراحی و بهره برداری از سیستم های انرژی آینده برای سناریوهای قدرت به گاز در آلمان اعمال می شود. در این شرایط، هیدروژن به تحرک و صنعت تحویل داده می شود. توربین های بادی دریایی و خطوط لوله های هیدروژنی و تاسیسات ذخیره سازی زیرزمینی برای تولید، انتقال و ذخیره سازی در نظر گرفته می شوند. برای همه سناریو ها، هزینه هیدروژن پایین تر از قیمت خرده فروشی هیدروژنی 9.5 یورو بر کیلوگرم در ایستگاه های سوخت رسانی آلمان بدست می آید. علاوه بر این، ارزش ذخیره سازی هیدروژنی در غارهای نمکی با ممنوع ساختن آنها در هنگام بهینه سازی، که منجر به افزایش هزینه 1.5 یورو بر کیلوگرم می شود، مورد بررسی قرار می گیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی انرژی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی اسپکتیو زمانبندی یک سیستم انرژی آینده برای کاربردهای انرژی به هیدروژن در آلمان
چکیده انگلیسی
Achieving greenhouse gas reduction targets requires an increased share of renewable energy sources in todays energy systems. The spatial and temporal mismatch between electricity supply and consumers demand arising from fluctuating renewable electricity generation can be overcome by energy transport and storage. Here, one option is the Power-to-Gas concept. With this, hydrogen is produced by water electrolysis and can then be flexibly distributed and stored throughout the energy system. In this study, an optimization model is proposed that represents such an energy system as multiple interconnected nodes and which considers the systems time-dependent characteristics in terms of the integration of typical days and their chronological order. This methodology is applied to determine the cost-optimal design and operation of future energy systems for Power-to-Gas scenarios in Germany. In these scenarios, hydrogen is supplied to mobility and industry. Onshore wind turbines and hydrogen pipelines and underground storage facilities are considered for generation, transmission and storage. For all scenarios, a hydrogen cost below the current hydrogen retail price of 9.5 Euro/kg at German fueling stations is obtained. Additionally, the value of hydrogen storage in salt caverns is investigated by prohibiting their construction during optimization, which results in a cost increase of 1.5 Euro/kg.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Energy - Volume 158, 1 September 2018, Pages 1130-1149
نویسندگان
, , , , , ,