Renewable energy storage (RES) is essential to address the intermittence issues of renewable energy systems, thereby enhancing the system stability and reliability. This study presents an optimisation study of sizing and operational strategy parameters of a grid-connected photovoltaic (PV)-hydrogen/battery systems using a Multi-Objective Modified Firefly Algorithm (MOMFA). An operational strategy that utilises the ability of hydrogen to store energy over a long time was also investigated. The proposed method was applied to a real-world distributed energy project located in the tropical climate zone. To further demonstrate the robustness and versatility of the method, another synthetic test case was examined for a location in the subtropical weather zone, which has a high seasonal mismatch. The performance of the proposed MOMFA method is compared with the NSGA-II method, which has been widely used to design renewable energy storage systems in the literature. The result shows that MOMFA is more accurate and robust than NSGA-II owing to the complex and dynamic nature of energy storage system. The optimisation results show that battery storage systems, as a mature technology, yield better economic performance than current hydrogen storage systems. However, it is proven that hydrogen storage systems provide better techno-economic performance and can be a viable long-term storage solution when high penetration of renewable energy is required. The study also proves that the proposed long-term operational strategy can lower component degradation, enhance efficiency, and increase the total economic performance of hydrogen storage systems. The findings of this study can support the implementation of energy storage systems for renewable energy.


翻译:可再生能源储存(RES)对于解决可再生能源系统的不定期问题至关重要,从而增强系统的稳定性和可靠性。本研究报告对利用多目标移动式灭火虫升温器(MOMFA)法的电网连接光电-氢/电池系统的规模和运作战略参数进行了最优化的研究。对利用氢长期储存能源的能力的业务战略也进行了调查。拟议方法应用于位于热带气候区的一个真实世界分布式能源项目。为了进一步显示这种方法的稳健性和多变性,对在亚热带气候区的一个地点的另一个合成测试案例进行了最优化的研究,该地点具有高度季节性不匹配。拟议的MOMFA方法的性能与在文献中广泛用于设计可再生能源储存系统的NSGA-II(MOMA-II)方法相比较。结果显示,由于能源储存系统的复杂和动态性质,MOMFA-II比NSGA-II系统更准确和可靠。优化的结果显示,电池储存系统的总储存和多功能性,对于亚非热带气候性气候性气候性气候性气候性地区而言,一个成熟的储存系统也能够提高长期性能的储存效率。

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