Een studie door onderzoekers van het Institute for Energy Technology in Noorwegen heeft de technisch-economische haalbaarheid geanalyseerd van de hybridisatie van een hypothetisch cascade-waterkrachtsysteem met drijvende fotovoltaïsche cellen (FPV) en op de grond gemonteerde fotovoltaïsche cellen (GPV) onder marktomstandigheden in Sub-Sahara Afrika. In dit type hybride systeem is een stroomopwaarts reservoir verbonden met een stroomafwaarts reservoir en kunnen de FPV's op elk reservoir worden geïnstalleerd.
"Deze studie heeft tot doel te benadrukken hoe de werking onder 24-uurs tariefgebaseerde en variërende energieprijzen met en zonder lastverbintenissen de optimale dimensionering van het op het net aangesloten hybride systeem op nutsbedrijfschaal beïnvloedt", aldus de wetenschappers, die opmerkten dat het hybridiseren van PV op nutsbedrijfschaal met waterkracht "een haalbare manier kan zijn om de seizoensgebonden variabiliteit in de opwekking van hernieuwbare energie te verminderen".
Uit het onderzoek bleek dat de jaarlijkse winst van de producent voor een gehybridiseerd hydrosysteem met 18-21% en 0-4% steeg voor een drietarief-stroomafnameovereenkomst (PPA)-schema en spotmarktschema, respectievelijk, vergeleken met een hydrosysteem in de marktomstandigheden in Sub-Sahara Afrika. Het bleek ook dat hybridisatie met single-axis tracking GPV's een "techno-economisch meer haalbare optie kan zijn vergeleken met het FPV-systeem" vanwege de lagere capex en hogere energieopbrengst van de GPV.
"Bovendien wordt geschat dat de capex van FPV ongeveer 42-57% lager zou moeten zijn dan die van op de grond gemonteerde PV (GPV) met enkelvoudige as-tracking voor het hydro-FPV-systeem om dezelfde jaarlijkse producentenwinst te behalen als het hydro-GPV-systeem", legden de onderzoekers uit.
Ze baseerden de technisch-economische aannames voor zowel de FPV- als de GPV-systemen op schattingen van de kostenbenchmarking voor PV-systemen van het National Renewable Energy Laboratory van het Amerikaanse ministerie van Energie, waarbij kapitaal- en vaste bedrijfskosten met betrekking tot het bestaande hydrosysteem als verzonken kosten werden beschouwd. Voor de inputs van de elektriciteitsmarktcondities gebruikte het artikel historische Southern African Power Pool (SAPP) spotprijsmarktgegevens van 2014 tot 2021.
De case study gaat ook uit van de verbinding van het hybride systeem met het nationale net, met een maximaal vermogen van 126 MW. Daarnaast stelt het artikel een "lineair programmeringsmodel voor optimale dimensionering/planning van een hybride hydro-FPV-systeem" voor.
Tijdens een droog jaar kan hybridisatie van waterkrachtcentrales met FPV's de verminderde waterkrachtproductie compenseren, wat resulteert in een stijging van 4% in de jaarlijkse winst van de producent. In natte jaren bleek hybridisatie van de waterkrachtcentrale met FPV echter niet economisch haalbaar, terwijl in mediane jaren slechts een verwaarloosbare stijging van de jaarlijkse winst van de producent (minder dan 0.1%) kan worden bereikt, vanwege de beperkingen van de netcapaciteit op het potentieel van de FPV om deel te nemen aan de spotmarkt tijdens piekuren. "Bovendien blijkt het hydro-GPV-systeem hogere jaarlijkse winsten van de producent te genereren in vergelijking met het hydro-FPV-systeem in alle geanalyseerde scenario's (ongeveer 13-18%)", aldus het artikel.
De bevindingen zijn beschikbaar in het rapport “Techno-economische haalbaarheid van hybride hydro-FPV-systemen in Sub-Sahara Afrika onder verschillende marktomstandigheden”, gepubliceerd in Hernieuwbare energie.
"De resultaten benadrukken de effecten van verschillende marktschema's en wisselende weerjaren op de dimensionering en werking van het hybride systeem. In de langetermijnmodellering zou de robuustheid van de resultaten echter verbeterd kunnen worden door stochastische optimalisatiemethoden op te nemen in de techno-economische analyse van de hybride FPV-systemen", concludeerden de onderzoekers.
Bron van pv tijdschrift
Disclaimer: De hierboven vermelde informatie wordt door pv magazine onafhankelijk van Cooig.com verstrekt. Cooig.com geeft geen verklaringen en garanties met betrekking tot de kwaliteit en betrouwbaarheid van de verkoper en producten.
