Optimal operation sheduling of a PV-BESS-Electrolyzer system for hydrogen production and frequency regulation

Abstract

A medida que se desarrolla la industria del hidrógeno verde, el abastecimiento de energía mediante configuraciones híbridas de fuentes renovables surge como una solución para incrementar el factor de carga de los electrolizadores. La energía solar fotovoltaica (FV) acoplada a un sistema de baterías será una opción conveniente para proveer un suministro contínuo de energía en la medida que los costos de inversión continúen disminuyendo, presentándose una oportunidad para utilizar estos recursos energéticos para proveer servicios a la red sin mermar la producción de hidrógeno. Por ello, esta tesis desarrolla un modelo estocástico para determinar la operación óptima de un sistema FV-baterías-electrolizador participando en mercados de energía y servicios complementarios. Se utilizan escenarios para captar la incertidumbre de la energía solar y el contenido energético de la señal de regulación, y se incorpora un modelo de degradación de baterías para considerar el efecto sobre estas del ciclado recurrente. Experimentos computacionales usando datos de PJM muestran los beneficios del modelo propuesto, logrando 10.2% más de ganancias que con el modelo determinístico de referencia, manteniendo un alto rendimiento en el servicio de regulación y una producción de hidrógeno similar al caso de la planta standalone (desconectada de la red).