Optimal energy management of a microgrid to produce green Hydrogen

Abstract

El hidrógeno es una alternativa en el almacenamiento de energía a largo plazo, en aras a acelerar la transición hacia energías libres de carbono. Determinar su generación óptima es crucial. El proyecto presenta un modelo de decisión horario para optimizar la gestión energética de una microgrid y la producción de hidrógeno con carácter anual. Establece la cantidad de energía a comprar, vender, almacenar y producir sujeto a satisfacer ciertas limitaciones de demanda de hidrógeno. El modelo está diseñado para ser ejecutado diariamente en modo continuo, optimizando la producción de hidrógeno minimizando los costes. Los resultados muestran las principales decisiones a tomar durante la gestión de la microgrid. También estudia el comportamiento del almacenamiento de hidrógeno y energía. Presta especial atención a diferentes situaciones de luz solar y el comportamiento del sistema. Finalmente, lleva a cabo un análisis de sensibilidad para optimizar posibles decisiones futuras.

Hydrogen has been considered an alternative long-term energy storage to accelerate the transition to net-zero emissions. Determining its optimal generation its crucial. The project presents an hourly decision-based model to optimize the microgrid energy management and hydrogen production on a yearly basis. It establishes the daily quantity of energy to be bought, sold, stored, and produced, under hydrogen demand limitations that must be satisfied. The model is designed to be executed every day in a rolling-horizon mode, optimizing the hydrogen production by minimizing costs. Results show the main decisions to be taken when managing the microgrid. Hydrogen and energy storage behaviour are also covered. Particular attention is being paid when considering different sunlight situations and the system behaviour. Finally, a sensitivity analysis is also carried out to optimize possible future decisions.