power plant cooperation, hybrid power plants, wind power plants, PV power plants, MPT, optimization
Abstrakt
Ze wzrostem udziału, o zmiennym charakterze produkcji odnawialnych źródeł energii w systemach elektroenergetycznych pojawiło się w badaniach naukowych i na rynku energetycznym wiele opracowań i ekspertyz w celu określenia ich optymalnej kooperacji technologicznej i lokalizacyjnej. Nowoczesna teoria portfela (MPT) była często stosowana w tym kontekście. Jednak niektóre kluczowe aspekty, ważne w planowaniu energetycznym, nie zostały uwzględnione w tych analizach. Niniejszy artykuł prezentuje wykorzystanie modelu Markowitza (Modern Portfolio Theory) w analizie kooperacji hybrydowej wybranych źródeł energii przy założeniu dwóch podejść uwzględniających potencjał brutto oraz ograniczenia wynikające z możliwości technologicznych. Celem jest określenie optymalnej wartości współczynnika udziału farm wiatrowych oraz farm słonecznych w kooperacji produkcji energii przy założeniu minimalizacji ryzyka. Wartość ryzyka jest tutaj określona na podstawie miary rozproszenia dla dostarczenia określonej ilości energii. Wynikami analizy jest określenie mapy optymalnych wartości współczynników udziału pomiędzy składowymi hybrydowego kompleksu energetycznego dla obszaru Polski. Analizy zostały wykonane dla potencjału brutto, pokazując możliwości maksymalnych produkcji energii oraz dla potencjału ograniczonego możliwościami technologicznymi. W przeprowadzonym badaniu wykorzystano dane charakteryzujące potencjał energii wiatru oraz energii słonecznej i temperatury. Zastosowane dane w analizach są publicznie dostępne dla celów badawczych. Analizy poparto wykresami oraz komentarzem.
With the increase in the share, with variable production of renewable energy sources in power systems, many studies and expert opinions have appeared in scientific research and the energy market to determine their optimal technological and locational cooperation. Modern portfolio theory (MPT) has often been applied in this context. However, some key aspects important in energy planning have not been included in these analyses. This article presents the use of the Markowitz model (modern portfolio theory) in analyzing the hybrid co-option of selected energy sources, assuming two .pproaches that take into account gross potential and constraints imposed by technological capabilities. The goal is to determine the optimal value of the participation rate of wind farms and solar farms in the energy production co-op assuming the minimization of risk. The value of risk here is determined by a measure of dispersion for the delivery of a certain amount of energy. The results of the analysis are the determination of a map of optimal values of participation factors between the components of the hybrid energy complex for the area of Poland. Analyses were made for gross potential, showing the possibilities of maximum energy production, and for potential limited by technological possibilities. The study used data characterizing the potential of wind energy and solar energy and temperature. The data used in the analyses are publicly available for research purposes. The analyses were supported by graphs and commentary.
