CC BY
187
Оригинальная статья / Original article УДК 621.311
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2018-3-183-193
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И ВОДОРОДА В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ С ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ЭНЕРГИИ
© О.В. Марченко1, С.В. Соломин2
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, 664033, Российская Федерация, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. Исследовать энергосистему, имеющую ветроэлектрические установки, фотоэлектрические преобразователи, электролизер для производства водорода, топливные элементы, для определения эффективности аккумулирования электрической энергии и водорода. МЕТОДЫ. На основе математического моделирования выбрана оптимальная структура энергосистемы и исследованы в динамике режимы работы источников и накопителей энергии. В отличие от известных в литературе подходов использованная математическая модель не требует предварительного задания режимов работы элементов системы или алгоритма переключения энергии между энергоисточниками, нагрузкой и аккумуляторами. Это позволяет исследовать сложные энергосистемы с одновременным производством и аккумулированием энергоносителей разных типов, в данном случае электроэнергии и водорода. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. В качестве исходных данных выбраны климатические и метеорологические условия, приблизительно соответствующие условиям южной части Приморского края и средней части озера Байкал. Технико-экономические показатели соответствуют представленному на российском рынке отечественному и зарубежному оборудованию. Расчеты проведены как без ограничений, так и с ограничениями на ввод отдельных технологий для оценки их эффективности. ВЫВОДЫ. Математическое моделирование показало эффективность совместного использования ветровой и солнечной энергии в рассматриваемых районах, а также одновременного аккумулирования и электроэнергии, и водорода. Аккумулирование электрической энергии наиболее эффективно в течение краткосрочных интервалов времени (выдача электрической мощности в течение нескольких часов). При увеличении длительности непрерывных энергетических затиший до нескольких суток более экономичным становится аккумулирование водорода. Экономический эффект, обеспечиваемый аккумулированием водорода, может достигать 50% суммарного эффекта при технико-экономических показателях оборудования, прогнозируемых на 10-15 лет. Полученные результаты позволяют обосновать выбор оборудования для энергоснабжения потребителей в автономных энергосистемах малой мощности. Ключевые слова: ветроэлектрические установки, фотоэлектрические преобразователи, водород, электролизер, топливные элементы, аккумулирование энергии, экономическая эффективность.
Информация о статье. Дата поступления 25 января 2018 г.; дата принятия к печати 21 февраля 2018 г.; дата онлайн-размещения 31 марта 2018 г.
Формат цитирования. Марченко О.В., Соломин С.В. Анализ эффективности аккумулирования электрической энергии и водорода в энергосистемах с возобновляемыми источниками энергии II Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 3. С. 183-193. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-3-183-193
ANALYSIS OF ELECTRIC ENERGY AND HYDROGEN ACCUMULATION EFFICIENCY IN POWER SYSTEMS WITH RENEWABLE ENERGY SOURCES
O.V. Marchenko, S.V. Solomin
Melentiev Energy Systems Institute SB RAS,
130, Lermontov St., Irkutsk, 664033, Russian Federation
Марченко Олег Владимирович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник отдела электроэнергетических систем, e-mail: marchenko@isem.irk.ru
Oleg V. Marchenko, Candidate of technical sciences, Leading Researcher of the Department of Electric Power Systems, e-mail: marchenko@isem.irk.ru
2Соломин Сергей Владимирович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела электроэнергетических систем, e-mail: solomin@isem.irk.ru
Sergei V. Solomin, Candidate of technical sciences, Senior Researcher of the Department of Electric Power Systems, e-mail: solomin@isem.irk.ru
ABSTRACT. The PURPOSE of the paper is to study the power system which contains wind turbines, photoelectric transducers, an electrolyzer for hydrogen production, fuel cells in order to determine the efficiency of electrical energy and hydrogen accumulation. METHODS. Based on the mathematical modeling an optimal structure of the power system has been selected and the operation modes of energy sources and storage devices have been studied in dynamics. Unlike the approaches known in the literature, the mathematical model used does not require preliminary setting of the operation modes of the system elements or the algorithms for energy switching between energy sources, load and accumulators. This allows us to investigate complex power systems which simultaneously produce and accumulate energy carriers of various types, in our case these are electrical energy and hydrogen. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. Climatic and meteorological conditions that approximately correspond to the conditions of the southern part of Primorsky Krai and the middle part of Lake Baikal are chosen as input data. Technical and economic indicators correspond to the domestic and foreign equipment presented in the Russian market. Calculations are carried out both with and without restrictions on the introduction of specific technologies for their effectiveness evaluation. CONCLUSIONS. Mathematical modeling has shown the efficiency of the combined use of wind and solar energy in the areas under consideration as well as simultaneous accumulation of both electric energy and hydrogen. Accumulation of electric energy is most effective during short-term time intervals (output of electric power for several hours). If the duration of continuous no-wind and no-sun conditions increases up to several days the accumulation of hydrogen becomes more economical. The economic effect provided by the accumulation of hydrogen can reach 50% of the total effect under technical and economic indicators of equipment predicted for the next 10-15 years. The obtained results allow to substantiate the choice of equipment for consumer power supply in stand-alone power systems of small capacity.
Keywords: wind turbines (WT), photovoltaic transducers (PT), hydrogen, electrolyzer, fuel cells, energy accumulation, economic efficiency
Information about the article. Received January 25, 2018; accepted for publication February 21, 2018; available online March 31, 2018.
For citation. Marchenko O.V., Solomin S.V. Analysis of electric energy and hydrogen accumulation efficiency in power systems with renewable energy sources. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018, vol. 22, no. 3, pp 183-193. (In Russian). DOI: 10.21285/1814-3520-2018-3-183-193
Введение
Перед человечеством стоит масштабная и сложная задача перехода к устойчивому развитию. Применительно к энергетике этот переход требует разработки и внедрения новых энергетических технологий, позволяющих повысить эффективность использования энергетических ресурсов за счет возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и ограничить негативное воздействие энергетики на климат, природу и здоровье людей [1-4].
Установки, использующие ветровую и солнечную энергию, работают в неуправляемом режиме: их мощность изменяется случайным образом в связи со стохастическим характером природных процессов. Их объединение с аккумуляторами электрической энергии либо с водородной системой (электролизер, ресивер и топливные элементы), аккумулирующей энергию в виде запаса вторичного энергоносителя (водорода), позволяет обеспечить надежное электроснабжение потребителей в соответствии с графиком их нагрузки [5, 6].
Технически возможно дублирование мощности данных установок дизельными агрегатами, однако оно приводит к дополнительным затратам на топливо, в то время как значительная часть энергии, вырабатываемой ВИЭ, остается неиспользованной. Кроме того, существуют особо охраняемые природные территории (заповедники, национальные парки, заказники и пр.), где использование органического топлива должно быть исключено.
Электрические аккумуляторы обычно используются для краткосрочного аккумулирования энергии (до нескольких часов или десятков часов) [7, 8]. Для более продолжительных промежутков времени дешевле оказывается аккумулирование энергии в виде водорода [9].
В настоящей работе ставится задача оценить эффективность аккумулирования электрической энергии и водорода в энергосистеме с ВИЭ, расположенной в зоне, где использование органического топлива исключено, определение ее опти-
мальной структуры и режимов работы. Особенностью данного исследования является использование оптимизационной математической модели, которая позволя-
ет в динамике изучить систему, включающую одновременно разные технологии производства и аккумулирования энергии.
Математическая модель
Для расчетов структуры, режимов работы и экономических характеристик энергосистемы использована математическая модель REM-2 (Renewable Energy Model), описывающая энергосистему произвольной конфигурации, которая включает установки (технологии) производства, транспорта и аккумулирования энергии. Подробное описание модели приведено в работах [10, 11].
В модели для рассматриваемой энергосистемы задаются списки первичных энергоресурсов, вторичных энергоносителей и конечных видов энергии. К первичным энергоресурсам относится вся поступающая в систему извне энергия (например, топливо для электростанций). В конечную энергию включается энергия как потребляемая в данном пункте, так и поступающая на внешний рынок (например, произведенные в энергосистеме синтетическое топливо или водород).
В отличие от моделей, основанных на переборе вариантов структуры энергосистемы с последующим имитационным моделированием ее работы [12-15], оптимизационная модель, представленная в работе [10], не требует предварительного задания режимов работы элементов системы или алгоритма переключения энер-
гии между энергоисточниками, нагрузкой и аккумуляторами. Такой алгоритм может быть задан лишь в энергосистеме относительно простой конфигурации с аккумулированием энергии одного вида (аккумулятор заряжается, когда энергия, производимая ВИЭ, избыточна, и разряжается, когда ее недостаточно для электроснабжения потребителей). Вследствие этого модель REM-2 позволяет исследовать сложные энергосистемы с одновременным производством и аккумулированием энергоносителей разных типов, в данном случае это электрическая энергия и водород.
Искомыми переменными являются установленные и текущие мощности энергоисточников, запасы вторичной энергии в аккумуляторах и их емкости, а также потоки энергии, направляемой на аккумулирование. Целевая функция Z представляет собой суммарные дисконтированные затраты на создание и эксплуатацию системы за весь срок ее службы. Для эффективных рынков ВИЭ решение задачи минимизации затрат, как показано в работе [16], близко к решению задачи рыночного равновесия.
Оптимизационная задача решалась с использованием алгоритмов оптимизации GAMS (General Algebraic Modeling System).
Расчетная схема
Рассматривалась экологически чистая система электроснабжения, состоящая из ветроэлектрических установок (ВЭУ), фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) и системы производства, хранения и энергетического использования водорода (рис. 1).
В отдельные моменты времени ВЭУ и ФЭП производят избыточное количество электроэнергии, превышающее потребность в ней (например, в периоды сильного
ветра или высокой интенсивности солнечного излучения). Избыточная электроэнергия поступает либо в аккумуляторные батареи, либо используется для производства водорода методом электролиза. Водород хранится в ресивере (емкости для хранения водорода), а затем, когда выработка ВЭУ и ФЭП недостаточна для электроснабжения потребителей, используется топливными элементами, вырабатывающими электрическую энергию.
Нагрузка
переменного тока I AC load
Нагрузка
постоянного тока I DC load
I
ИНВ/ INV
АБ/ BAT
ЭЛ/EL
ТЭ/FC
постоянный ток I DC
переменный ток I AC
Водород/ Hydrogen
Рис. 1. Схема потоков энергии в системе электроснабжения с аккумулированием электроэнергии и водорода. Обозначения: ФЭП - фотоэлектрические преобразователи; ВЭУ - ветроэлектрическая установка; АБ - аккумуляторные батареи; ЭЛ - электролизер; ВА - водородный аккумулятор; ТЭ - топливные элементы; ИНВ - инвертор Fig. 1. Diagram of energy flows in a power supply system with electrical energy and hydrogen accumulation. Abbreviations: PT - photovoltaic transducers; WT - wind turbines; BAT - batteries for electric energy storage with charge controllers; EL - electrolyzer; HT - hydrogen tank; FC - fuel cells;
INV - inverter
Исходные данные для расчетов
Рассматривалась автономная энергосистема с максимумом нагрузки 1 МВт и количеством часов ее использования -4600 ч/год. Климатические и метеорологические условия приблизительно соответствуют условиям южной части Приморского края и средней части озера Байкал.
Сезонное изменение нагрузки и климатических показателей представлено в табл. 1. Случайный характер поступления
солнечной и ветровой энергии учитывался посредством формирования зависимости скорости ветра и интенсивности солнечного излучения от времени с шагом 1 ч (с учетом наличия продолжительных энергетических затиший). При этом средняя часовая скорость ветра находится в интервале 0-25 м/с, значение часовой мощности солнечного излучения - в интервале 0-0,9 кВт/ м2.
Таблица 1
Сезонное изменение нагрузки, скорости ветра и прихода солнечной радиации
Table 1
_Seasonal change in load, wind speed and insolation_
Значение / Value
Всего
Параметр / Parameter Зима / Весна / Лето / Осень / за год /
Winter Spring Summer Autumn Total for a year
Максимальная нагрузка / Maximum load, % 100 80 70 90 100
Средняя нагрузка, % от годового максимума / Average load, % of annual maximum 60 50 40 50 50
Средняя многолетняя скорость ветра (на высоте 10 м), м/c / Long-term average wind speed (at 10 m height), m/s 7 4 3 6 5
Скорость ветра, м/с / Wind speed, m/s 0-25 0-20 0-20 0-20 0-25
Суммарный приход солнечной радиации, кВтч/м2 / Total insolation, kWh/m2 120 440 520 220 1300
Часовая мощность солнечной радиации, кВт/м2 / Hour capacity of solar radiation, kW/m2 0-0,3 0-0,6 0-0,9 0-0,5 0-0,9
В настоящее время на мировом и российском рынках доступны солнечные панели с удельной ценой 1000 долл./кВт и КПД более 15% (например, Astronergy CHSM6610P-260 Silver Poly Solar Panel) и солнечные контроллеры (импортные -MidNite Classic LITE 150 MPPT Charge Controller и Four Star Solar Classic 150 Triple PV Center, а также российские - ECO Energia MPPT Pro).
Рабочая характеристика ВЭУ [17, 18] (зависимость выходной мощности от скорости ветра): скорость трогания Vo=5 м/с, номинальная скорость Vn=12 м/c, максимальная скорость ветра Vm=25 м/c, высота башни - 25 м). В отдельные моменты времени скорость ветра превышает номинальную скорость ВЭУ (12 м/с на высоте оси ветроустановки) и срабатывает ограничение по мощности (она достигает номинального значения). Если скорость на высоте оси меньше 12 м/c, но выше 5 м/c, то
ВЭУ вырабатывает мощность пропорциональную кубу скорости ветра. Эта мощность меньше номинальной мощности ВЭУ. В отдельные часы скорость ветра меньше скорости трогания (5 м/с) и ВЭУ не вырабатывает электроэнергию. При переходе от высоты 10 м к высоте оси ВЭУ (ветроэлектрической установки) (25 м) учитывается распределение вертикального профиля ветра по логарифмическому закону (скорость ветра возрастает с увеличением высоты) [17, 18].
В табл. 2 приведены современные показатели рассматриваемой системы с учетом существенного уменьшения за последние 1,5-2 года цен на фотоэлектрические преобразователи (в меньшей степени - на электролизеры и топливные элементы) и их возможного изменения в будущем, примерно к 2025 г. (прогнозные показатели) [6, 9, 19, 20].
Таблица 2
Технико-экономические показатели, принятые в расчетах
Table 2
Technical and economic indicators used in calculations
Устройство/ Device Удельные капиталовложения, долл./кВт / Specific capital investments, US$/kW Затраты, % от капиталовложений / O&M, % of investments КПД / Efficiency, % Срок службы, лет / Lifetime, years
ВЭУ (WT) 2200 2,0 30 25
ФЭП (PT) 1500 1,5 15 25
АБ (BAT) 150* 3,0 85 5
Водородная система - современные показатели / Hydrogen system - current characteristics
ЭЛ (EL) 2500-3500 5,0 75 10
ТЭ (FC) 3000-4000 2,5 45 10
ВА (HT) 25* 2,0 95 20
Водородная система - прогнозные показа Hydrogen system - estimated characterisl тели / ics
ЭЛ (EL) 1000-1500 2,2 80 10
ТЭ (FC) 1200-2000 2,5 50 20
ВА (HT) 15-20* 2,0 95 20
*Долл./кВт-ч / US$/kWh.
Результаты расчетов и их анализ
Для оценки эффективности системы производства и аккумулирования водорода наряду с оптимизационными расчетами (без ограничений на отдельные технологии) проведены расчеты с запретом на использование водорода (ниже - вариант «без водорода»).
Оптимальная система электроснабжения включает ФЭП, ВЭУ, а также аккумуляторы электроэнергии и водорода. Запрет на использование водорода приводит к увеличению установленных мощностей ВЭУ, ФЭП, емкости аккумулятора (табл. 3) и увеличению затрат. Это означает, что добавление к ВИЭ водородной системы обеспечивает положительный экономический эффект уже при современных технико-экономических показателях. При улучшении показателей электролизеров и топливных элементов в перспективе этот эффект возрастет. Значение целевой функции варианта «с водородом» уменьшается на 50% по сравнению с вариантом «без водорода».
Наряду с определением структуры энергосистемы и затрат на ее создание и
эксплуатацию представляет интерес анализ динамики производства, аккумулирования и потребления энергии. Соответствующие графики для типовых зимних и летних суток приведены на рис. 2. Заряд АБ и поток энергии (водорода) в ресивер показаны в области отрицательных значений оси ординат.
В зимние сутки (рис. 2, а) выработка электроэнергии от ФЭП незначительна. В часы, когда мощность ВЭУ превышает мощность нагрузки, осуществляется заряд аккумуляторных батарей и заполнение водородного аккумулятора. В часы, когда мощность ВИЭ недостаточна, осуществляется разряд АБ. В отдельные часы (в приведенном примере - с 14 до 16 ч) бесперебойность электроснабжения обеспечивается в основном за счет разряда батарей. В рассмотренном случае вследствие краткосрочности перерывов электроснабжения от ВЭУ запасенной в аккумуляторе электроэнергии достаточно для обеспечения бесперебойности электроснабжения, и включения топливных элементов не требуется.
Таблица 3
Оптимальный состав системы электроснабжения
Table 3
Optimal structure of a power supply system
Вариант системы / Variant of a system Установленные мощности, кВт / Installed capacities, kW Емкости, кВт-ч / Storage capacities, kWh
ВЭУ / WT ФЭП/PT ЭЛ / EL ТЭ /FC ИНВ / INV АБ / BAT ВА / HT
Современные показатели / Current characteristics
Без водорода / without hydrogen 1800 1600 0 0 1010 34500 0
С водородом / with hydrogen 1700 1250 330 800 1010 3960 104130
Перспективные показатели / Estimated characteristics
Без водорода / without hydrogen 1800 1600 0 0 1010 34550 0
С водородом / with hydrogen 1600 1300 580 840 1010 2220 109950
В летние сутки (рис. 2, Ь) перерывы в работе ВЭУ более продолжительны, в отдельные часы осуществляется выработка электроэнергии топливными элементами за счет запасенного ранее водорода. В предрассветные часы одновременно разряжаются АБ и включаюся топливные элементы. В предполуденные часы суммарной мощности ВЭУ и ФЭП оказывается достаточно для покрытия графика нагрузки, в послеполуденные часы после прекращения выработки ВЭУ одновременно работают ФЭП и ТЭ. В вечерние часы поддержание баланса производства-потребления электроэнергии обеспечивают ВЭУ, при падении скорости ветра вновь включаются топливные элементы.
Вклад энергоисточников в суммарную выработку электроэнергии приведен на рис. 3. С улучшением показателей водородной системы увеличивается оптимальная доля ТЭ.
Оптимальная емкость АБ позволяет обеспечивать бесперебойность электроснабжения при максимуме нагрузки в течение ~4 ч, оптимальная емкость ресивера позволяет гарантировать электроснабжение в течение свыше 100 ч при полном прекращении выработки ВИЭ (например, при одновременном установлении четы-рехсуточного энергетического штиля при постоянной высокой облачности или непрерывном дожде, препятствующих работе ВЭУ и ФЭП).
Результаты расчетов существенно зависят от продолжительности и непрерывности энергетических затиший. В случае их отсутствия наиболее экономичным вариантом являлось бы использование ВЭУ, ФЭП и аккумуляторных батарей с емкостью, позволяющей обеспечивать нагрузку в течение нескольких часов. Тогда производства и аккумулирования водорода не требовалось бы. Однако для рассмотренных метеорологических условий характерны непрерывные энергетические затишья продолжительностью не менее 2-4 суток. При увеличении непрерывной длительности энергетических затиший (простоев ВЭУ и отсутствия выработки ФЭП) возникает необходимость производства и аккумулирования водорода, причем емкость ресивера растет как с увеличением времени непрерывных простоев, так и с улучшением показателей водородной системы (электролизеров, топливных элементов, емкостей для хранения водорода). Это согласуется с полученными ранее результатами (представлены в работе [9]), согласно которым аккумулирование электрической энергии эффективно для краткосрочных интервалов времени (в данном случае это выдача максимальной электрической мощности в течение нескольких часов), а для более длительных интервалов времени (несколько суток) более эффективно аккумулирование энергии в виде водорода.
Рис. 2. Графики выработки и аккумулирования энергии: a - зимние сутки; b - летние сутки Fig. 2. Graphs of energy generation and accumulation: a - winter day; b - summer day
a
b
Современные показатели I Current characteristics
Перспективные показатели / Prospective characteristics
■ тэ/fc нвэу/wt ii фэп/рт
Рис. 3. Вклад энергоисточников в выработку электроэнергии Fig. 3. Contribution of energy sources to electrical energy generation
Выводы
Проведено исследование экологически чистой системы электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии. Система включает фотоэлектрические преобразователи, ветроэлектрические установки, аккумуляторы электроэнергии и систему производства, хранения и энергетического использования водорода.
Расчеты с помощью оптимизационной математической модели показали эффективность совместного использования ветровой и солнечной энергии в рассматриваемых районах, а также одновременного аккумулирования и электроэнергии, и водорода.
Аккумулирование электрической энергии наиболее эффективно в течение краткосрочных интервалов времени (выдача электрической мощности в течение нескольких часов). При увеличении длительности непрерывных энергетических затиший до нескольких суток более экономич-
ным становится аккумулирование водорода. Результаты моделирования согласуются с оценками, представленными в публикации [9].
Экономический эффект, обеспечиваемый аккумулированием водорода в рассматриваемой системе электроснабжения, оказался значительным: он может достигать 50% при технико-экономических показателях электролизеров, топливных элементов и водородных аккумуляторов, прогнозируемых на 10-15 лет.
Работа выполнена в рамках научного проекта 111.17.1.2 программы фундаментальных исследований СО РАН, рег. № АААА-А17-117030310448-0, а также научного проекта Ш.17.6.2 программы фундаментальных исследований СО РАН Ш.17.6.2, рег. № АААА-А17-117030310447-3.
Библиографический список
1. Lombardi P., Sokolnikova T., Suslov K., Voropai N.I., Styczynski Z.A. Isolated power system in Russia: a chance for renewable energies // Renewable Energy. 2016. Vol. 90. Р. 532-541. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.01.016
2. Сокольникова Т.В., Суслов К.В., Ломбарди П. Определение оптимальных параметров накопителя для интеграции возобновляемых источников энергии в изолированных энергосистемах с активными потребителями // Вестник ИрГТУ. 2015. № 10 (105). С. 206-212.
3. Суслов К.В. Развитие систем электроснабжения изолированных территорий России с использованием возобновляемых источников энергии // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. № 5. С. 131-142. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-5-131-142
4. Марченко О.В., Соломин С.В. Системные исследования эффективности возобновляемых источников энергии // Теплоэнергетика. 2010. № 11. C. 12-17.
5. Marchenko O.V., Solomin S.V. Efficiency of small autonomous wind/diesel/hydrogen systems in Russia // International Journal of Renewable Energy Research. 2013. Vol. 3. No. 2. P. 241-245.
6. Marchenko O.V., Solomin S.V. Modeling of hydrogen and electrical storages in wind/PV energy system on the Lake Baikal coast // International Journal of Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42. No. 15. P. 9361-9370. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.02.076
7. Dufo-Lopez R. Multi-objective optimization minimizing coat and life cycle emissions of stand-alone PV-wind-diesel systems with batteries storage // Applied Energy. 2011. Vol. 88. No.1. P. 4033-4041. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.04.019
8. Huang Q. Multi-turbine wind-solar hybrid system // Renewable Energy. 2015. Vol. 76. No. 11. P. 401-407. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2011.04.019
9. Marchenko O.V., Solomin S.V. The future energy: hydrogen versus electricity // International Journal of Hydrogen Energy. 2015. Vol. 40. No. 10. P. 3801-3805. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.01.132
10. Marchenko O.V. Mathematical modeling and economic efficiency assessment of autonomous energy systems with production and storage of secondary energy carriers // International Journal of Low-carbon Technologies. 2010. Vol. 5. No. 4. P. 250-255. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctq031
11. Марченко О.В., Соломин С.В. Эффективность совместного использования возобновляемых источников энергии // Вестник ИрГТУ. 2017. Т. 21. № 8. С. 111-121. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-8-111-121
12. Ngan M.S. Assessment of economic viability for PV/wind/diesel hybrid energy system in southern Peninsular Malaysia // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012. Vol. 16. No. 1. P. 634-647. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.08.028
13. Sigarchian S.G., Malmquist A., Fransson T. Modeling and control strategy of a hybrid PV/Wind/Engine/Battery system to provide electricity and drinkable water for remote applications // Energy Procedia. 2014. Vol. 57. P. 1401-1410. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.10.087
14. Carapelucci R., Giordano L. Modeling and optimization of an energy generation island based on renewable technologies and hydrogen storage systems // International Journal of Hydrogen Energy. 2012. Vol. 37. No. 3. P. 2081-2093.
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.10.073
15. Akyuz E., Oktay Z., Dincer I. Performance investigation of hydrogen production from a hybrid wind-PV system // International Journal of Hydrogen Energy. 2012. Vol. 37. No. 21. P. 16623-16630. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.02.149
16. Marchenko O.V. Mathematical modelling of electricity market with renewable energy sources // Renewable Energy. 2007. Vol. 32. No. 6. P. 976-990. https://doi.org/10.1016/j.renene.2006.04.004
17. Марченко О.В., Соломин С.В. Вероятностный анализ эффективности ветроэнергетических установок // Известия РАН. Энергетика. 1997. № 3. C. 52-60.
18. Marchenko O.V., Solomin S.V. Efficiency of wind energy utilization for electricity and heat supply in northern regions of Russia // Renewable Energy. 2004. Vol. 29. No. 11. P. 1793-1809.
https://doi.org/ 10.1016/j.renene.2004.02.006
19. Marchenko O.V., Solomin S.V. Economic efficiency of renewable energy sources in Russia // International Journal of Renewable Energy Research. 2014. Vol. 4. No. 3. P. 548-554.
20. Projected costs of generating electricity. 2015 edition. Paris: International Energy Agency/Nuclear Energy Agency, 2015. 215 p.
References
1. Lombardi P., Sokolnikova T., Suslov K., Voropai N.I., Styczynski Z.A. Isolated power system in Russia: a chance for renewable energies. Renewable Energy. 2016, vol. 90, pp. 532-541. https://doi.org/10.1016Zj.renene.2016.01.016
2. Sokol'nikova T.V., Suslov K.V., Lombardi P. Determining optimal energy storage parameters for renewable energy sources integration in isolated energy systems with active consumers. Vestnik IrGTU [Proceed-
ings of Irkutsk State Technical University]. 2015, no. 10 (105), pp. 206-212. (In Russian).
3. Suslov K.V. Development of power supply systems of Russian isolated territories using renewable energy sources. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2017, vol. 21, no. 5, pp. 131-142. (In Russian). https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-5-131-142
4. Marchenko O.V., Solomin S.V. System studies for
analyzing the efficiency of renewable energy sources. Teploenergetika [Thermal Engineering]. 2010. no. 11. pp. 12-17. (In Russian).
5. Marchenko O.V., Solomin S.V. Efficiency of small autonomous wind/diesel/hydrogen systems in Russia. International Journal of Renewable Energy Research. 2013, vol. 3, no. 2, pp. 241-245.
6. Marchenko O.V., Solomin S.V. Modeling of hydrogen and electrical storages in wind/PV energy system on the Lake Baikal coast. International Journal of Hydrogen Energy. 2017, vol. 42, no. 15, pp. 9361-9370. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.02.076
7. Dufo-Lopez R. Multi-objective optimization minimizing coat and life cycle emissions of stand-alone PV-wind-diesel systems with batteries storage. Applied Energy. 2011, vol. 88, no. 1, pp. 4033-4041. https://doi.org/ 10.1016/j.apenergy.2011.04.019
8. Huang Q. Multi-turbine wind-solar hybrid system. Renewable Energy. 2015, vol. 76, no. 11, pp. 401-407. DOI: 10.1016/j.apenergy.2011.04.019
9. Marchenko O.V., Solomin S.V. The future energy: hydrogen versus electricity. International Journal of Hydrogen Energy. 2015, vol. 40, no. 10, pp. 3801-3805. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.01.132
10. Marchenko O.V. Mathematical modeling and economic efficiency assessment of autonomous energy systems with production and storage of secondary energy carriers. International Journal of Low-carbon Technologies. 2010, vol. 5, no. 4, pp. 250-255. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctq031
11. Marchenko O.V., Solomin S.V. Efficiency of renewable energy sources combined use. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2017, vol. 21, no. 8, pp. 111-121. (In Russian). https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-8-111-121
12. Ngan M.S. Assessment of economic viability for PV/wind/diesel hybrid energy system in southern Peninsular Malaysia. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012, vol. 16, no. 1, pp. 634-647.
Критерии авторства
Марченко О.В. и Соломин С.В. имеют равные авторские права и несут равную ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
https://doi.Org/10.1016/j.rser.2011.08.028
13. Sigarchian S.G., Malmquist A., Fransson T. Modeling and control strategy of a hybrid PV/Wind/Engine/Battery system to provide electricity and drinkable water for remote applications. Energy Procedia. 2014, vol. 57, pp. 1401-1410. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2014.10.087
14. Carapelucci R., Giordano L. Modeling and optimization of an energy generation island based on renewable technologies and hydrogen storage systems. International Journal of Hydrogen Energy. 2012, vol. 37, no. 3, pp. 2081-2093.
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.10.073
15. Akyuz E., Oktay Z., Dincer I. Performance investigation of hydrogen production from a hybrid wind-PV system. International Journal of Hydrogen Energy. 2012, vol. 37, no. 21, pp. 16623-16630. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2012.02.149
16. Marchenko O.V. Mathematical modelling of electricity market with renewable energy sources. Renewable Energy. 2007, vol. 32, no. 6, pp. 976-990. https://doi.org/10.1016/j.renene.2006.04.004
17. Marchenko O.V., Solomin S.V. Probabilistic analysis of wind power plant efficiency. Izvestiya RAN. Energeti-ka [Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering]. 1997, no. 3, pp. 52-60. (In Russian).
18. Marchenko O.V., Solomin S.V. Efficiency of wind energy utilization for electricity and heat supply in northern regions of Russia. Renewable Energy. 2004, vol. 29, no. 11, pp. 1793-1809. https://doi.org/10.1016/j. renene.2004.02.006
19. Marchenko O.V., Solomin S.V. Economic efficiency of renewable energy sources in Russia. International Journal of Renewable Energy Research. 2014, vol. 4, no. 3, pp. 548-554.
20. Projected costs of generating electricity. 2015 edition. Paris: International Energy Agency/Nuclear Energy Agency, 2015, 215 p.
Authorship criteria
Marchenko O.V. and Solomin S.V. have equal author's rights and bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
