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Techno-economic evaluation of a hybrid CSP plus PV plant integrated with thermal energy storage and a large-scale battery energy storage system for base generation
Indexado
WoS WOS:000452940800122
Scopus SCOPUS_ID:85052473852
DOI 10.1016/J.SOLENER.2018.08.061
Año 2018
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Chile presents a combination of favorable climatic conditions which result in the highest levels of solar irradiation in the world. In this paper, the performance of a hybrid CSP + PV plant at utility-scale integrated with a large-scale Battery Energy Storage System (BESS) located in northern Chile was studied. The model considered a solar power tower integrated with a two-tank molten salt direct TES and a fixed-angle PV plant coupled to a BESS to deliver a baseload of 100 MWe. A parametric analysis was carried out in terms of the PV size, solar multiple, TES hours capacity, and BESS size. The hybrid plant performance was studied in terms of the LCOE and the capacity factor. The minimum LCOE configurations were identified and a sensibility analysis was carried out to evaluate the effect of a cost reduction of the BESS in the hybrid plant configuration for different BESS sizes. Results showed that current investment costs of the storage section of the BESS make unprofitable its integration to the hybrid plant, so, it is required a reduction of approximately 60-90% of the storage cost (based on a reference value of 300 USD/kWh) to achieve competitive LCOEs in comparison to those obtained for a hybrid plant without BESS. Under this BESS cost reduction scenario, it was found a solutions domain with different hybrid plant configurations, which allow to integrate and complement the production of both CSP and PV plants with both storage types in a synergetic operation. Also, a comparative study evaluating the differences between implementing a fixed-tilt PV configuration or a one-axis tracking system in the hybrid plant scheme was carried out, obtaining that the annual production of the hybrid plant increases by no more than 5% with the tracking system, while the LCOE is reduced up to -1.98% due to a decrease of the BESS participation in the total output. These results indicate that the minimum LCOE configurations of a hybrid CSP + PV plant with tracked PV arrays (given a BESS size) could result in smaller PV plants, since the PV production increases in comparison to that with a fixed-tilt PV configuration.

Revista



Revista ISSN
Solar Energy 0038-092X

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Disciplinas de Investigación



WOS
Energy & Fuels
Scopus
Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 ZURITA-VILLAMIZAR, ADRIANA Mujer Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
2 Mata-Torres, Carlos Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
3 VALENZUELA-CASTILLO, CARLOS MANFRIED Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
4 Felbol, Carlos Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
5 CARDEMIL-IGLESIAS, JOSE MIGUEL Hombre Universidad de Chile - Chile
6 GUZMAN-CUEVAS, AMADOR MIGUEL Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
7 ESCOBAR-HENRIQUEZ, RAUL GUILLERMO Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile

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Origen de Citas Identificadas



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Citas Identificadas: 5.13 %
Citas No-identificadas: 94.87 %

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Citas identificadas: Las citas provienen de documentos incluidos en la base de datos de DATACIENCIA

Citas Identificadas: 5.13 %
Citas No-identificadas: 94.87 %

Financiamiento



Fuente
CONICYT/FONDAP
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Pontificia Universidad Católica de Chile
SERC-Chile
Corporación de Fomento de la Producción
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Fondo de Financiamiento de Centros de Investigación en Áreas Prioritarias
CONICYT PCHA/Doctorado Nacional
Pontificia Universidad Católica de Chile
CORFO project
CONICYT/FONDAP "Solar Energy Research Center"-SERC-Chile
Pontificia Universidad Catolica de Chile VRI

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Agradecimientos



Agradecimiento
The authors gratefully acknowledge the partial financial support of CORFO project 13CEI2-21803 and the Pontificia Universidad Catolica de Chile VRI doctoral scholarship support. Also, authors appreciate the support from CONICYT/FONDAP 15110019 "Solar Energy Research Center"-SERC-Chile, and C. Mata-Torres would like to acknowledge the funding from CONICYT PCHA/Doctorado Nacional 2018 - 21181537.
The authors gratefully acknowledge the partial financial support of CORFO project 13CEI2-21803 and the Pontificia Universidad Católica de Chile VRI doctoral scholarship support. Also, authors appreciate the support from CONICYT/FONDAP 15110019 “Solar Energy Research Center“-SERC-Chile, and C. Mata-Torres would like to acknowledge the funding from CONICYT PCHA/Doctorado Nacional 2018 – 21181537.

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