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优化可再生能源系统以实现100%清洁能源目标：太阳能、水能、抽水蓄能和Discover蓄电池储能技术的比较研究
应对全球环境问题和日益增长的动力需求，凸显了对可继续可再生动力解决计划的紧迫需求。本研讨使用HOMER软件，提出了一种针对乡村电气化量身定制的100%混合可再生动力体系（HRES）的新型优化结构。本研讨从动力功能和经济性两个视点，对单晶硅（m-Si）和多晶硅（p-Si）光伏（PV）技能进行了全面的比照剖析，这些技能与水力发电、抽水蓄能（PHS）以及电池储能体系相结合。该研讨考察了三种情形：装备PHS的m-Si和p-Si PV体系、装备电池储能的m-Si和p-Si PV体系，以及对这些情形中最佳装备的直接比较。结果表明，容量为162 kW PV、25 kW水力和1525 kWh PHS的p-Si PV/Hybrid/PHS体系是最具本钱效益且动力功率最高的解决计划。该体系年发电量为474,399 kWh，净现值本钱（NPC）为472,528.54美元，动力本钱（COE）为0.101美元/kWh。其杰出的经济表现和最小化的...过剩能量使其成为方针乡村地区可继续动力发电的最佳挑选。敏感性剖析进一步强调了……的关键效果。太阳辐照度以及水流速率在本钱最小化中的效果。这些发现强调了特定场地的重要性。定制化 关于 PV 技能和储能解决计划，为乡村及离网环境下可继续动力体系的规划与实施供给了可操作的见地。经过供给具体的优化结构，本研讨明显推进了可再生动力解决计划的开展，并具有在类似场景中使用的潜力。
导言
全球动力格式正经历严重改变，人口快速增长、技能前进以及生活水平前进共同导致动力需求大幅增加。2017年全球动力消费量较前一年激增了21%。依据U.S. Energy Information Administration的数据，到2050年亚洲的动力需求估计将增长约50%。这种不断增长的需求扩展了动力供应与消费之间的距离，化石燃料继续满足全球80%的动力需求，其间在2018年增加了2.9%[[1], [2], [3], [4], [5], [6]]。以化石燃料为主的传统动力结构既损坏环境又不行继续。依赖煤炭、石油和天然气发电会导致空气污染和碳排放，并使经济体暴露在全球动力市场的波动危险之中。但是，不行再生资源的迅速干涸凸显了向可再生动力转型的紧迫性。这一改变不仅对于缓解气候改变的影响（如气温升高和极点气候事件）至关重要，而且对于完成可继续开展方针和清洁动力方针也十分关键。因此，选用更清洁的可再生动力代替计划势在必行，以便为满足日益增长的动力需求供给牢靠的低碳解决计划[[7], [8], [9]]。
可再生动力技能，如solar、hydro和PHS体系，为完成100%清洁动力的未来供给了充满希望的途径。Solar power经过PV体系使用太阳丰富的能量，这些体系在功率和本钱效益方面已获得明显前进。Hydropower源自河流和水坝中水的流动，供给安稳且继续的动力，可以补充solar power的波动性。特别是PHS，在办理动力供需方面发挥着至关重要的效果，它能在低需求期间储存剩余能量，并在需求时开释[[10], [11], [12], [13]]。与此同时，电池储能体系已成为一种灵敏且布置迅速的储能解决计划。它们具有呼应速度快和可扩展性的优势，使其合适平衡间歇性可再生动力并供给备用电源。但是，跟着动力行业向整合多样化可再生技能跨进，评估和比较这些体系的功能以确定其相对优势和局限性至关重要[[14], [15], [16]]。电池储能体系经历了严重突破，锂离子技能、固态电池和液流电池的前进前进了能量密度、安全性和使用寿命。这些立异使电池储能更具竞争力和多功能性，为电网安稳和负荷办理供给了增强的才能。
可再生动力技能的最新进展明显提升了其可行性以及在动力结构中的整合度。作为这一转型的基石，太阳能发电跟着高效PV电池的开发获得了明显前进。m-Si PV技能在能量转换功率方面完成了明显提升，无论是在小规模仍是大规模安装中均表现出高功能。p-Si PV技能尽管功率略低于m-Si，但仍是一种极具本钱效益的解决计划，其制造工艺和资料质量的改进进一步提升了功能与经济性。太阳能追寻体系和动力办理软件的立异，进一步前进了太阳能装置的功能和本钱效益[[20], [21], [22], [23], [24]]。
水电作为一种传统的成熟可再生动力，已受益于涡轮规划和功率方面的技能前进。小型模块化水力体系以及hydrokinetic技能的开发，拓宽了从低流量或分布式水源中获取能量的潜力。PHS作为安稳电网的关键组成部分，在体系规划和优化方面也获得了进展，增强了其平衡间歇性可再生动力并确保动力牢靠性的才能