Uno studio condotto da ricercatori dell’Istituto per la tecnologia energetica in Norvegia ha analizzato la fattibilità tecnico-economica dell’ibridazione di un ipotetico sistema idroelettrico a cascata con fotovoltaico galleggiante (FPV) e fotovoltaico montato a terra (GPV) nelle condizioni del mercato dell’Africa sub-sahariana. In questo tipo di sistema ibrido, un serbatoio a monte è collegato a un serbatoio a valle e gli FPV possono essere installati su ciascun serbatoio.
"Questo studio mira a evidenziare come il funzionamento in base a tariffe XNUMX ore su XNUMX e prezzi variabili dell'energia con e senza impegni di carico influisca sul dimensionamento ottimale del sistema ibrido su scala industriale connesso alla rete", hanno affermato gli scienziati, sottolineando che l'ibridizzazione delle utility Il fotovoltaico su larga scala con l’energia idroelettrica può essere “un modo fattibile per ridurre la variabilità stagionale nella generazione di energia rinnovabile”.
Lo studio ha rilevato che i profitti annuali dei produttori per un sistema idroelettrico ibrido sono aumentati del 18-21% e dello 0-4% rispettivamente per uno schema di contratto di acquisto di energia elettrica (PPA) a tre tariffe e per uno schema di mercato spot, rispetto a un sistema esclusivamente idroelettrico. condizioni del mercato dell’Africa sub-sahariana. Ha inoltre scoperto che l’ibridazione con GPV a tracciamento ad asse singolo può essere “un’opzione tecnicamente ed economicamente più fattibile rispetto al sistema FPV” a causa del minor capex e della maggiore resa energetica del GPV.
“Inoltre, si stima che il capex del FPV dovrebbe essere inferiore di circa il 42-57% rispetto a quello del fotovoltaico montato a terra (GPV) con tracciamento ad asse singolo affinché il sistema idro-FPV raggiunga lo stesso profitto annuale del produttore dell’impianto idroelettrico. -GPV”, hanno spiegato i ricercatori.
Hanno basato le ipotesi tecnico-economiche per entrambi i sistemi FPV e GPV sulle stime del benchmarking dei costi del National Renewable Energy Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti per i sistemi fotovoltaici, considerando le spese di capitale e di esercizio fisse relative al sistema idroelettrico storico considerate costi irrecuperabili. Per gli input sulle condizioni del mercato energetico, il documento ha utilizzato i dati storici del mercato spot dei prezzi spot del Southern African Power Pool (SAPP) dal 2014 al 2021.
Il caso studio presuppone anche la connessione del sistema ibrido con la rete nazionale, con una potenza massima di 126 MW. Inoltre, il documento propone un “modello di programmazione lineare per il dimensionamento/programmazione ottimale di un sistema ibrido idro-FPV”.
Durante un anno con clima secco, l’ibridazione degli impianti idroelettrici con gli FPV può compensare la ridotta produzione di energia idroelettrica, con un conseguente aumento del 4% dei profitti annuali dei produttori. Negli anni con clima piovoso, tuttavia, l’ibridazione dell’impianto idroelettrico con FPV non è stata considerata economicamente fattibile, mentre negli anni medi è possibile ottenere solo un aumento trascurabile dei profitti annuali del produttore (meno dello 0.1%), a causa dei limiti di capacità della rete. sulla possibilità per l’FPV di partecipare al mercato spot durante le ore di punta dei prezzi. "Inoltre, si osserva che il sistema idro-GPV genera profitti annuali del produttore più elevati rispetto al sistema idro-FPV in tutti gli scenari analizzati (circa il 13-18%)", osserva il documento.
I risultati sono disponibili nel rapporto “Techno-economic fattibility of hybrid hydro-FPV Systems in Sub-Saharan Africa under differenti market conditions”, pubblicato su Energia rinnovabile.
“I risultati evidenziano gli effetti di diversi schemi di mercato e di anni meteorologici variabili sul dimensionamento e sul funzionamento del sistema ibrido. Tuttavia, nella modellazione a lungo termine, la robustezza dei risultati potrebbe essere migliorata includendo metodi di ottimizzazione stocastica nell’analisi tecnico-economica dei sistemi ibridi FPV», hanno concluso i ricercatori.
Fonte da rivista pv
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