Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems

This thesis presents the methodology to optimize the components of different storage technologies, i.e. hydrogen and batteries, integrated to photovoltaic system for hourly demand and annual-hourly irradiance values. The tool also allows comparing these two systems from techno-economic and environme...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Hassen, Malik Shehzad
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2023
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/384865
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/384865
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Hydrogen as fuel -- Storage -- Economic aspects
Photovoltaic power generation -- Economic aspects -- Economic aspects
Storage batteries -- Testing -- Economic aspects
Dwellings -- Energy conservation -- Barcelona (Spain)
Dwellings -- Energy conservation -- Stockholm (Sweden)
Dwellings -- Energy conservation -- Perth (W.A.)
Hidrogen com a combustible -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Energia solar fotovoltaica -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Acumuladors -- Proves -- Aspectes econòmics
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Barcelona (Catalunya)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Estocolm (Suècia)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Perth (Austràlia)
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Tecnologia energètica::Emmagatzematge i transport de l'energia
id ES_990ca5aa4e4cf757d9ba8fcbda25697c
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/384865
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systemsHassen, Malik ShehzadHydrogen as fuel -- Storage -- Economic aspectsPhotovoltaic power generation -- Economic aspects -- Economic aspectsStorage batteries -- Testing -- Economic aspectsDwellings -- Energy conservation -- Barcelona (Spain)Dwellings -- Energy conservation -- Stockholm (Sweden)Dwellings -- Energy conservation -- Perth (W.A.)Hidrogen com a combustible -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmicsEnergia solar fotovoltaica -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmicsAcumuladors -- Proves -- Aspectes econòmicsHabitatges -- Estalvi d'energia -- Barcelona (Catalunya)Habitatges -- Estalvi d'energia -- Estocolm (Suècia)Habitatges -- Estalvi d'energia -- Perth (Austràlia)Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Tecnologia energètica::Emmagatzematge i transport de l'energiaThis thesis presents the methodology to optimize the components of different storage technologies, i.e. hydrogen and batteries, integrated to photovoltaic system for hourly demand and annual-hourly irradiance values. The tool also allows comparing these two systems from techno-economic and environmental perspectives. Three case studies were performed to optimize and compare storage options for 10 households located in Perth, Australia, Barcelona, Spain and Stockholm, Sweden. The achieved results revealed that the battery storage system is more economical for a lower percentage of demand coverage and the hydrogen storage system is more economical with greater demand coverage. The switchover point for one system being more favorable over the other depends on the irradiance and power demand and hence is location dependent. This switchover point occurs at 78% of power demand covered for Perth and 72.5% power demand covered for Barcelona. There is no switchover point for Stockholm as the two systems do not economically overlap. Only the hydrogen-based storage system economically and environmentally feasible standalone system for Perth and Barcelona with an LCOE of 0.387 US$/kWh and 0.589 US$/kWh respectively. Neither of the systems gives favorable results for StockholmDenna avhandling presenterar olika metodiker för att optimera komponenterna i olika lagringsteknologier, d.v.s. väte och batterier, integrerade i solcellssystem för timbehov och årliga timbestrålningsvärden. Verktyget gör det också möjligt att jämföra dessa två system ur tekniskt- ekonomiska och miljömässiga perspektiv. Tre fallstudier utfördes för att optimera och jämföra förvaringsmöjligheter för 10 hushåll i Perth, Australien, Barcelona, Spanien och Stockholm, Sverige. De uppnådda resultaten avslöjade att batterilagringssystemet är mer ekonomiskt för en lägre procentandel av efterfrågetäckning och vätgaslagringssystemet är mer ekonomiskt med större efterfrågetäckning. Omkopplingspunkten för ett system är mer gynnsam jämfört med det andra beror på irradiansen och effektbehovet och är därför platsberoende. Denna övergångspunkt inträffar vid 78 % av effektbehovet täckt för Perth och 72,5 % effektbehov täckt för Barcelona. Det finns ingen övergångspunkt för Stockholm eftersom de två systemen inte överlappar inte med varandra ekonomiskt. Det vätebaserade lagringssystem är den enda ekonomiskt och miljömässigt genomförbart fristående system för Perth och Barcelona med en LCOE på 0,387 US$/kWh respektive 0,589 US$/kWh. Inget av systemen ger gynnsamma resultat för StockholmUniversitat Politècnica de CatalunyaVoz Sánchez, Cristóbal20232023-02-1320232023-03-10master thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccNAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/384865reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Inglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/3848652026-05-27T15:37:01Z
dc.title.none.fl_str_mv Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
title Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
spellingShingle Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
Hassen, Malik Shehzad
Hydrogen as fuel -- Storage -- Economic aspects
Photovoltaic power generation -- Economic aspects -- Economic aspects
Storage batteries -- Testing -- Economic aspects
Dwellings -- Energy conservation -- Barcelona (Spain)
Dwellings -- Energy conservation -- Stockholm (Sweden)
Dwellings -- Energy conservation -- Perth (W.A.)
Hidrogen com a combustible -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Energia solar fotovoltaica -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Acumuladors -- Proves -- Aspectes econòmics
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Barcelona (Catalunya)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Estocolm (Suècia)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Perth (Austràlia)
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Tecnologia energètica::Emmagatzematge i transport de l'energia
title_short Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
title_full Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
title_fullStr Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
title_full_unstemmed Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
title_sort Developing a tool for sizing and comparison of solar power storage systems
dc.creator.none.fl_str_mv Hassen, Malik Shehzad
author Hassen, Malik Shehzad
author_facet Hassen, Malik Shehzad
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Voz Sánchez, Cristóbal
dc.subject.none.fl_str_mv Hydrogen as fuel -- Storage -- Economic aspects
Photovoltaic power generation -- Economic aspects -- Economic aspects
Storage batteries -- Testing -- Economic aspects
Dwellings -- Energy conservation -- Barcelona (Spain)
Dwellings -- Energy conservation -- Stockholm (Sweden)
Dwellings -- Energy conservation -- Perth (W.A.)
Hidrogen com a combustible -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Energia solar fotovoltaica -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Acumuladors -- Proves -- Aspectes econòmics
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Barcelona (Catalunya)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Estocolm (Suècia)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Perth (Austràlia)
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Tecnologia energètica::Emmagatzematge i transport de l'energia
topic Hydrogen as fuel -- Storage -- Economic aspects
Photovoltaic power generation -- Economic aspects -- Economic aspects
Storage batteries -- Testing -- Economic aspects
Dwellings -- Energy conservation -- Barcelona (Spain)
Dwellings -- Energy conservation -- Stockholm (Sweden)
Dwellings -- Energy conservation -- Perth (W.A.)
Hidrogen com a combustible -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Energia solar fotovoltaica -- Emmagatzematge -- Aspectes econòmics
Acumuladors -- Proves -- Aspectes econòmics
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Barcelona (Catalunya)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Estocolm (Suècia)
Habitatges -- Estalvi d'energia -- Perth (Austràlia)
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Tecnologia energètica::Emmagatzematge i transport de l'energia
description This thesis presents the methodology to optimize the components of different storage technologies, i.e. hydrogen and batteries, integrated to photovoltaic system for hourly demand and annual-hourly irradiance values. The tool also allows comparing these two systems from techno-economic and environmental perspectives. Three case studies were performed to optimize and compare storage options for 10 households located in Perth, Australia, Barcelona, Spain and Stockholm, Sweden. The achieved results revealed that the battery storage system is more economical for a lower percentage of demand coverage and the hydrogen storage system is more economical with greater demand coverage. The switchover point for one system being more favorable over the other depends on the irradiance and power demand and hence is location dependent. This switchover point occurs at 78% of power demand covered for Perth and 72.5% power demand covered for Barcelona. There is no switchover point for Stockholm as the two systems do not economically overlap. Only the hydrogen-based storage system economically and environmentally feasible standalone system for Perth and Barcelona with an LCOE of 0.387 US$/kWh and 0.589 US$/kWh respectively. Neither of the systems gives favorable results for Stockholm
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023
2023-02-13
2023
2023-03-10
dc.type.none.fl_str_mv master thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
NA
http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/384865
url https://hdl.handle.net/2117/384865
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869414242030977024
score 15,300719

Similares en LA Referencia