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最优自给地区的技术经济分析( A techno-economic analysis of an optimal self-sufficient district )
A Laitinen O Lindholm A Hasan F Reda S Hedman
许多市和区已经宣布他们的最终目标是能源自给自足,但有许多技术和经济方面的挑战要求加以研究。本研究的目的是为能源自给率高的地区找到成本最优的技术解决方案,以满足其电力需求。应用基于规则的方法和最优化的方法,以最小的生命周期费用为目标,确定了一个地区的风能、太阳能光伏、电池、蓄热和热泵等可再生能源系统的容量。以芬兰赫尔辛基卡拉萨塔马区为例进行了研究。结果表明,能源完全自给自足的目标需要对可再生能源系统进行很高的投资。对于所研究的案例,将自给率降低到76%可以使生命周期成本下降66%,并实现净零年能源平衡。实现正能源区或净零能源区而不是完全的能源自给自足,在经济和技术上更为可行。在此基础上,考虑到风力发电比太阳能光伏发电具有更高的全年利用率,因此应将主要投资放在风力发电上。当自给率从100%下降时,对昂贵的集中式电池存储的投资急剧下降。研究显示,由于人口密度高,可再生能源供应有限,如果以高度自给自足为目标,一个地区的实际边界可能不适合所需的可再生能源装置。这往往会导致地区边界向一个实际上平衡的边界扩展。
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