Techno-economic analysis of several energy storage options for off-grid renewable energy systems

Juan Lata-García; Francisco Jurado; Luis M. Fernández-Ramírez; Pablo Parra; Víctor Larco

doi:10.12700/APH.16.1.2019.1.7

Techno-economic analysis of several energy storage options for off-grid renewable energy systems

Juan Lata-García, Francisco Jurado, Luis M. Fernández-Ramírez, Pablo Parra, Víctor Larco

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Abstract

The increase in the production of energy through renewable energies and the reduced predictability of meteorological variables leads to consider reliable energy storage systems to ensure the constant supply of energy and the stabilization of the network. This paper studies four commercial energy storage systems for energy supply to an island by using photovoltaic panels and hydrokinetic turbine as primary energy sources. The technical characteristics of the energy storage systems are compared with respect to capacity shortage, autonomy storage and expected life storage, and the economic analysis is carried out. The system with li-ion batteries has 15 year expect life storage, the fuel cell based system has the highest storage autonomy 253 hr, and the pump hydro storage system has the lowest levelized cost of energy 0.178 $/kWh with 7 year expect life storage.

Translated title of the contribution	Análisis tecno-económico de varias opciones de almacenamiento de energía para sistemas de energía renovable fuera de la red.
Original language	English
Pages (from-to)	119-141
Number of pages	23
Journal	Acta Polytechnica Hungarica
Volume	16
Issue number	1
DOIs	https://doi.org/10.12700/APH.16.1.2019.1.7
State	Published - 1 Jan 2019

Keywords

Energy storage
Hybrid system
Off-grid applications
Renewable energy

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

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10.12700/APH.16.1.2019.1.7

Cite this

@article{85840f4d0e6d4626a4fc5e34e3db0eda,

title = "Techno-economic analysis of several energy storage options for off-grid renewable energy systems",

abstract = "El aumento de la producci{\'o}n de energ{\'i}a a trav{\'e}s de energ{\'i}as renovables y la menor predictibilidad de las variables meteorol{\'o}gicas hace que se consideren sistemas fiables de almacenamiento de energ{\'i}a para asegurar el suministro constante de energ{\'i}a y la estabilizaci{\'o}n de la red. Este trabajo estudia cuatro sistemas comerciales de almacenamiento de energ{\'i}a para el suministro de energ{\'i}a a una isla utilizando paneles fotovoltaicos y turbinas hidrocin{\'e}ticas como fuentes primarias de energ{\'i}a. Las caracter{\'i}sticas t{\'e}cnicas de los sistemas de almacenamiento de energ{\'i}a se comparan con respecto a la escasez de capacidad, el almacenamiento aut{\'o}nomo y la vida {\'u}til esperada, y se lleva a cabo el an{\'a}lisis econ{\'o}mico. El sistema con bater{\'i}as de iones de litio tiene una vida {\'u}til de 15 a{\~n}os, el sistema basado en pilas de combustible tiene la mayor autonom{\'i}a de almacenamiento de 253 horas, y el sistema de almacenamiento de la bomba hidr{\'a}ulica tiene el menor costo nivelado de energ{\'i}a de 0,178 $/kWh con 7 a{\~n}os de vida {\'u}til de almacenamiento.",

keywords = "Energy storage, Hybrid system, Off-grid applications, Renewable energy",

author = "Juan Lata-Garc{\'i}a and Francisco Jurado and Fern{\'a}ndez-Ram{\'i}rez, {Luis M.} and Pablo Parra and V{\'i}ctor Larco",

year = "2019",

month = jan,

day = "1",

doi = "10.12700/APH.16.1.2019.1.7",

language = "English",

volume = "16",

pages = "119--141",

journal = "Acta Polytechnica Hungarica",

issn = "1785-8860",

publisher = "Obuda University",

number = "1",

}

TY - JOUR

T1 - Techno-economic analysis of several energy storage options for off-grid renewable energy systems

AU - Lata-García, Juan

AU - Jurado, Francisco

AU - Fernández-Ramírez, Luis M.

AU - Parra, Pablo

AU - Larco, Víctor

PY - 2019/1/1

Y1 - 2019/1/1

N2 - El aumento de la producción de energía a través de energías renovables y la menor predictibilidad de las variables meteorológicas hace que se consideren sistemas fiables de almacenamiento de energía para asegurar el suministro constante de energía y la estabilización de la red. Este trabajo estudia cuatro sistemas comerciales de almacenamiento de energía para el suministro de energía a una isla utilizando paneles fotovoltaicos y turbinas hidrocinéticas como fuentes primarias de energía. Las características técnicas de los sistemas de almacenamiento de energía se comparan con respecto a la escasez de capacidad, el almacenamiento autónomo y la vida útil esperada, y se lleva a cabo el análisis económico. El sistema con baterías de iones de litio tiene una vida útil de 15 años, el sistema basado en pilas de combustible tiene la mayor autonomía de almacenamiento de 253 horas, y el sistema de almacenamiento de la bomba hidráulica tiene el menor costo nivelado de energía de 0,178 $/kWh con 7 años de vida útil de almacenamiento.

AB - El aumento de la producción de energía a través de energías renovables y la menor predictibilidad de las variables meteorológicas hace que se consideren sistemas fiables de almacenamiento de energía para asegurar el suministro constante de energía y la estabilización de la red. Este trabajo estudia cuatro sistemas comerciales de almacenamiento de energía para el suministro de energía a una isla utilizando paneles fotovoltaicos y turbinas hidrocinéticas como fuentes primarias de energía. Las características técnicas de los sistemas de almacenamiento de energía se comparan con respecto a la escasez de capacidad, el almacenamiento autónomo y la vida útil esperada, y se lleva a cabo el análisis económico. El sistema con baterías de iones de litio tiene una vida útil de 15 años, el sistema basado en pilas de combustible tiene la mayor autonomía de almacenamiento de 253 horas, y el sistema de almacenamiento de la bomba hidráulica tiene el menor costo nivelado de energía de 0,178 $/kWh con 7 años de vida útil de almacenamiento.

KW - Energy storage

KW - Hybrid system

KW - Off-grid applications

KW - Renewable energy

UR - https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85068356059&origin=inward

UR - https://www.scopus.com/inward/citedby.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85068356059&origin=inward

UR - http://www.mendeley.com/research/technoeconomic-analysis-several-energy-storage-options-offgrid-renewable-energy-systems

U2 - 10.12700/APH.16.1.2019.1.7

DO - 10.12700/APH.16.1.2019.1.7

M3 - Article

SN - 1785-8860

VL - 16

SP - 119

EP - 141

JO - Acta Polytechnica Hungarica

JF - Acta Polytechnica Hungarica

IS - 1

ER -

Techno-economic analysis of several energy storage options for off-grid renewable energy systems

Abstract

Keywords

UN SDGs

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