Hybrid Renewable Energy Systems connected to the traditional power suppliers are an interesting technological solution in the field of energy engineering and the integration of renewable systems with other energy systems can significantly increase in energy reliability. In this paper, an analysis and optimization of the hybrid energy system, which uses photovoltaic modules and wind turbines components connected to the grid, is presented. The system components are optimized using two objectives criteria: economic and environmental. The optimization has been performed based on the experimental data acquired for the whole year. Results showed the optimal configuration for the hybrid system based on economical objective, that presents the best compromise between the number of components and total efficiency. This achieved the lowest cost of energy but with relatively high CO2 emissions, while environmental objective results with lower CO2 emissions and higher cost of energy and presents the best compromise between the number of components and system net present cost. It has been shown that a hybrid system can be optimized in such a way that CO2 emission is maximally reduced and – separately – in terms of reducing the cost. However, the study shows that these two criteria cannot be optimized at the same time. Reducing the system cost increase CO2 emission and enhancing ecological effect makes the system cost larger. However, depends on strategies, a balance between different optimization criteria can be found. Regardless of the strategy used economic criteria – which also indirect takes environmental aspects as a cost of penalties – should be considered as a major criterion of optimization while the other objectives including environmental objectives are less important.
Nadrzędnym celem funkcjonowania Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) jest zapewnienie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej. W okresie letnim nasila się tendencja wzrostowa zapotrzebowania na energię elektryczną wywołana m.in. przez upowszechnienie klimatyzacji. W związku z tym należy spodziewać się utrzymania tendencji wzrostowej zapotrzebowania szczytowego w okresie letnim. Przykłady z lat 2015, 2016 czy 2018 wskazują, że KSE potrzebuje letniego źródła szczytowego, które będzie w stanie wytwarzać energię elektryczną niezależnie od sytuacji hydrologicznej. Fotowoltaika jest źródłem energii, które może pokryć zapotrzebowanie szczytowe w dni upalne. W niniejszym artykule pokrótce scharakteryzowano problem wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną w okresie letnim i posłużono się przykładami zdarzeń, które miały miejsce w ostatnich latach. Głównym wnioskiem jest postulat rozbudowy mocy fotowoltaicznych, którego celem będzie produkcja energii elektrycznej w dni upalne pokrywająca szczytowe obciążenie sytemu. Przedstawiono zalety i wady takiego rozwiązania. Niekorzystne warunki atmosferyczne ograniczają produkcję energii elektrycznej z farm wiatrowych czy bloków konwencjonalnych, a także zwiększają straty w przesyle, dlatego fotowoltaika jest pożądanym źródłem z punktu widzenia KSE. W artykule powołano się na przykłady z Czech i Niemiec, gdzie znaczna moc zainstalowana fotowoltaiki pozwala na stabilizowanie pracy systemu elektroenergetycznego w dni upalne. Wskazano także na wzrost roli fotowoltaiki w KSE, który jest zgodny z założeniami Projektu Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku.
pl
en
