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Optimizing the design of stand-alone hybrid renewable energy systems with storage using genetic algorithms: Analysis of the impact of temporal complementarity of wind and solar sources
Indexado
Scopus SCOPUS_ID:105007157562
DOI 10.1016/J.ENCONMAN.2025.120016
Año 2025
Tipo

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This study analyzes the impact of temporal complementarity between wind and solar sources on the optimal design of stand-alone hybrid renewable energy systems with storage (HRES). A model was developed in GNU Octave that uses a fixed-seed genetic algorithm to ensure reproducibility and compare scenarios. The objective is to minimize the Net Present Cost (NPC) while complying with a reliability constraint defined by the LPSP (Loss of Power Supply Probability). Constant and variable load profiles are evaluated under different levels of complementarity, showing that their influence depends on the type of demand. Furthermore, a sensitivity analysis is performed on the LPSP, battery cost, and discount rate, demonstrating how these parameters affect the optimal configuration. The results indicate that high complementarity can significantly reduce the NPC, especially in contexts with strict reliability requirements. In environmental terms, an HRES supplying 1470 kWh per day would avoid between 108 and 375 tons of CO2 per year, compared to a fossil source. These findings are key to energy planning in countries moving toward decarbonization, supporting investment decisions in distributed generation and mitigating the effects of curtailment on centralized systems.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Thermodynamics
Mechanics
Energy & Fuels
Physics, Nuclear
Scopus
Energy Engineering And Power Technology
Renewable Energy, Sustainability And The Environment
Fuel Technology
Nuclear Energy And Engineering
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 Munoz-Pincheira, Jose Luis - Universidad de Concepción - Chile
Universidad Nacional Andrés Bello - Chile
2 SALAZAR-SILVA, LAUTARO DAVID - Universidad de Concepción - Chile
3 SANHUEZA-GOMEZ, FELIPE ABNER Hombre Universidad de Concepción - Chile
4 Lüer-Villagra, Armin - Universidad Nacional Andrés Bello - Chile

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Financiamiento



Fuente
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico

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Agradecimientos



Agradecimiento
We want to thank the editor and anonymous reviewers for their insightful comments and suggestions, which helped us improve our manuscript to its present state. We gratefully acknowledge the support of grant ANID FONDECYT 1231023.

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