Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems

Autores
Migoni, Gustavo Andres; Rullo, Pablo Gabriel; Bergero, Federico; Kofman, Ernesto Javier
Año de publicación
2016
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
This article explores the usage of novel tools for realistic modeling and efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES). Using the object oriented Modelica language, a new library providing component models such as photovoltaic (PV) cells, proton exchange membrane (PEM) fuel cells, electrolyzers, hydrogen storage tanks, batteries and electronic converters is developed and used to build different HRES models. Since the components are represented under realistic assumptions, the resulting models exhibit frequent discontinuities, strong non-linearities and combinations of slow and fast dynamics (i.e. stiffness). As these features impose severe limitations to classic numerical simulation solvers, we analyze the use of a new family of numerical algorithms called Quantized State Systems (QSS) that overcome most of those difficulties. The results obtained show that these algorithms applied to realistic HRES are more than one order of magnitude faster than the most efficient classic solvers, allowing to simulate these systems in reasonable times.
Fil: Migoni, Gustavo Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentina
Fil: Rullo, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina
Fil: Bergero, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina
Fil: Kofman, Ernesto Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentina
Materia
Hybrid Renewable Energy Systems
Modelica
Quantized State System Simulation
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/52666
Acceder
id CONICETDig_f7e038e4cdf0de8caa95bb99b83132be
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/52666
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy SystemsMigoni, Gustavo AndresRullo, Pablo GabrielBergero, FedericoKofman, Ernesto JavierHybrid Renewable Energy SystemsModelicaQuantized State System Simulationhttps://purl.org/becyt/ford/1.2https://purl.org/becyt/ford/1https://purl.org/becyt/ford/2.2https://purl.org/becyt/ford/2This article explores the usage of novel tools for realistic modeling and efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES). Using the object oriented Modelica language, a new library providing component models such as photovoltaic (PV) cells, proton exchange membrane (PEM) fuel cells, electrolyzers, hydrogen storage tanks, batteries and electronic converters is developed and used to build different HRES models. Since the components are represented under realistic assumptions, the resulting models exhibit frequent discontinuities, strong non-linearities and combinations of slow and fast dynamics (i.e. stiffness). As these features impose severe limitations to classic numerical simulation solvers, we analyze the use of a new family of numerical algorithms called Quantized State Systems (QSS) that overcome most of those difficulties. The results obtained show that these algorithms applied to realistic HRES are more than one order of magnitude faster than the most efficient classic solvers, allowing to simulate these systems in reasonable times.Fil: Migoni, Gustavo Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; ArgentinaFil: Rullo, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Bergero, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Kofman, Ernesto Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; ArgentinaPergamon-Elsevier Science Ltd2016-08info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/52666Migoni, Gustavo Andres; Rullo, Pablo Gabriel; Bergero, Federico; Kofman, Ernesto Javier; Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems; Pergamon-Elsevier Science Ltd; International Journal of Hydrogen Energy; 41; 32; 8-2016; 13934-139490360-3199CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319916318316info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.ijhydene.2016.06.019info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:36:01Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/52666instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:36:01.801CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
title Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
spellingShingle Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
Migoni, Gustavo Andres
Hybrid Renewable Energy Systems
Modelica
Quantized State System Simulation
title_short Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
title_full Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
title_fullStr Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
title_full_unstemmed Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
title_sort Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems
dc.creator.none.fl_str_mv Migoni, Gustavo Andres
Rullo, Pablo Gabriel
Bergero, Federico
Kofman, Ernesto Javier
author Migoni, Gustavo Andres
author_facet Migoni, Gustavo Andres
Rullo, Pablo Gabriel
Bergero, Federico
Kofman, Ernesto Javier
author_role author
author2 Rullo, Pablo Gabriel
Bergero, Federico
Kofman, Ernesto Javier
author2_role author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Hybrid Renewable Energy Systems
Modelica
Quantized State System Simulation
topic Hybrid Renewable Energy Systems
Modelica
Quantized State System Simulation
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.2
https://purl.org/becyt/ford/1
https://purl.org/becyt/ford/2.2
https://purl.org/becyt/ford/2
dc.description.none.fl_txt_mv This article explores the usage of novel tools for realistic modeling and efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES). Using the object oriented Modelica language, a new library providing component models such as photovoltaic (PV) cells, proton exchange membrane (PEM) fuel cells, electrolyzers, hydrogen storage tanks, batteries and electronic converters is developed and used to build different HRES models. Since the components are represented under realistic assumptions, the resulting models exhibit frequent discontinuities, strong non-linearities and combinations of slow and fast dynamics (i.e. stiffness). As these features impose severe limitations to classic numerical simulation solvers, we analyze the use of a new family of numerical algorithms called Quantized State Systems (QSS) that overcome most of those difficulties. The results obtained show that these algorithms applied to realistic HRES are more than one order of magnitude faster than the most efficient classic solvers, allowing to simulate these systems in reasonable times.
Fil: Migoni, Gustavo Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentina
Fil: Rullo, Pablo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina
Fil: Bergero, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina
Fil: Kofman, Ernesto Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura; Argentina
description This article explores the usage of novel tools for realistic modeling and efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems (HRES). Using the object oriented Modelica language, a new library providing component models such as photovoltaic (PV) cells, proton exchange membrane (PEM) fuel cells, electrolyzers, hydrogen storage tanks, batteries and electronic converters is developed and used to build different HRES models. Since the components are represented under realistic assumptions, the resulting models exhibit frequent discontinuities, strong non-linearities and combinations of slow and fast dynamics (i.e. stiffness). As these features impose severe limitations to classic numerical simulation solvers, we analyze the use of a new family of numerical algorithms called Quantized State Systems (QSS) that overcome most of those difficulties. The results obtained show that these algorithms applied to realistic HRES are more than one order of magnitude faster than the most efficient classic solvers, allowing to simulate these systems in reasonable times.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-08
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/52666
Migoni, Gustavo Andres; Rullo, Pablo Gabriel; Bergero, Federico; Kofman, Ernesto Javier; Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems; Pergamon-Elsevier Science Ltd; International Journal of Hydrogen Energy; 41; 32; 8-2016; 13934-13949
0360-3199
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/52666
identifier_str_mv Migoni, Gustavo Andres; Rullo, Pablo Gabriel; Bergero, Federico; Kofman, Ernesto Javier; Efficient simulation of Hybrid Renewable Energy Systems; Pergamon-Elsevier Science Ltd; International Journal of Hydrogen Energy; 41; 32; 8-2016; 13934-13949
0360-3199
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319916318316
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.ijhydene.2016.06.019
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Pergamon-Elsevier Science Ltd
publisher.none.fl_str_mv Pergamon-Elsevier Science Ltd
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844613127294943232
score 13.070432

Publicaciones similares