Spatial representation of temporal complementarity between three variable energy sources using correlation coefficients and compromise programming
Artículo de revista
2020-03-11
MethodsX
Renewable energy sources have shown remarkable growth in recent times in terms of their contribution to sustainable societies. However, integrating them into the national power grids is usually hindered because of their weather-dependent nature and variability. The combination of different sources to profit from their beneficial complementarity has often been proposed as a partial solution to overcome these issues. Thus, efficient planning for optimizing the exploitation of these energy resources requires different types of decision support tools. A mathematical index for assessing energetic complementarity between multiple energy sources constitutes an important tool for this purpose, allowing a comparison of complementarity between existing facilities at different planning stages and also allowing a dynamic assessment of complementarity between variable energy sources throughout the operation, assisting in the dispatch of power supplies. This article presents a method for quantifying and spatially representing the total temporal energetic complementarity between three different variable renewable sources, through an index created from correlation coefficients and compromise programming. The method is employed to study the complementarity of wind speed, solar radiation and surface runoff on a monthly scale using continental Colombia as a case study during the year of 2015.
This paper describes a method for quantifying and spatially representing energetic complementarity between three renewable energy sources.
The method quantifies energetic complementarity by combining known metrics: correlations and compromise programming.
The proposed index for energetic complementarity assessment is sensitive to the time scale adopted. Las fuentes de energía renovable han mostrado un crecimiento notable en los últimos tiempos en términos de su contribución a sociedades sostenibles. Sin embargo, su integración en las redes eléctricas nacionales generalmente se ve obstaculizada debido a su naturaleza y variabilidad dependientes del clima. La combinación de diferentes fuentes para beneficiarse de su complementariedad beneficiosa a menudo se ha propuesto como una solución parcial para superar estos problemas. Por lo tanto, la planificación eficiente para optimizar la explotación de estos recursos energéticos requiere diferentes tipos de herramientas de apoyo a la decisión. Un índice matemático para evaluar la complementariedad energética entre múltiples fuentes de energía constituye una herramienta importante para este propósito, lo que permite una comparación de la complementariedad entre las instalaciones existentes en diferentes etapas de planificación y también permite una evaluación dinámica de la complementariedad entre las fuentes de energía variables a lo largo de la operación, ayudando en la despacho de suministros de energía. Este artículo presenta un método para cuantificar y representar espacialmente la complementariedad energética temporal total entre tres fuentes renovables variables diferentes, a través de un índice creado a partir de coeficientes de correlación y programación de compromiso. El método se emplea para estudiar la complementariedad de la velocidad del viento, la radiación solar y la escorrentía superficial en una escala mensual utilizando Colombia continental como un estudio de caso durante el año 2015.
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