Analysis of firmness in renewable energy sources with energy storage

Abstract

Renewable energy has gained renewed attention due to recent developments in the energy sector, particularly as a potential solution to global warming and for reducing dependence on imported energy sources. This study focuses on the firm capacity that hybrid systems can provide to support the transition from thermal to renewable energy systems. The aim is to determine the required size of an energy storage system, such as a battery, to replace a 1 MW diesel generator or any other thermal system. A linear programming model was developed to minimize the size of the energy storage system required and lower the capital investment costs. Then the results of the mathematical model are used as inputs for another system called the Metric Calculator. The results obtained by the sensitivity analyses applied to the developed model such as different locations and different renewable energy technologies are analyzed and presented as case studies in this study. Case studies were presented to illustrate the results of the analyses. The findings indicate that it is possible to transition to renewable energy while maintaining firmness at its maximum by utilizing an energy storage system like a battery.

Yenilenebilir enerji, özellikle küresel ısınmaya potansiyel bir çözüm olarak ve ithal enerji kaynaklarına bağımlılığı azaltmak için yeniden gündeme gelmiştir. Bu çalışma, termal sistemlerden yenilenebilir enerji sistemlerine geçiş sürecini desteklemek için hibrit sistemlerin sağlayabileceği sağlamlık kapasitesine odaklanmaktadır. Amaç, 1 MW dizel jeneratörü veya başka bir termal sistem yerine kullanılabilecek bir enerji depolama sistemi (pil gibi) için gereken boyutu belirlemektir. Gereken enerji depolama sistemi boyutunu minimuma indirmek ve sermaye yatırım maliyetlerini azaltmak için lineer programlama modeli geliştirilmiştir. Matematiksel modelin sonuçları daha sonra Metric Calculator adlı başka bir sistem için girdi olarak kullanılır. Geliştirilen modelde farklı lokasyonlar ve farklı yenilenebilir enerji teknolojileri gibi hassasiyet analizlerine uygulanan sonuçlar bu çalışmada vaka çalışmaları olarak analiz edilmiş ve sunulmuştur. Analiz sonuçlarının sunulduğu vaka çalışmalarıyla sonuçlar ortaya konulmuştur. Bulgular, pil gibi bir enerji depolama sistemi kullanılarak sağlamlık seviyesinin maksimumda tutulmasıyla yenilenebilir enerjiye geçişin mümkün olduğunu göstermektedir.