A combined photovoltaic and novel renewable energy system: An optimized techno-economic analysis for mining industry applications

Abstract

El objetivo de este trabajo es evaluar, mediante un análisis tecno-económico y optimizado, el uso de una nueva tecnología basada en el viento para suministrar al menos el 10% de la energía eléctrica consumida por la industria minera en la región de Antofagasta. Para ello se han combinado optimización y evaluación técnica utilizando Matlab para obtener el número óptimo de unidades de tecnología solar y de viento en un caso de estudio de caso. La generación total de energía basada en la producción de hidrógeno mediante energía eólica es de 67.616 MWh/año, que corresponden a la producción de 14,45 106 Nm3 (1298 t) de hidrógeno y 7,41 106 Nm3 (10.323 t) de oxígeno después de la transformación electrolítica. Considerando una eficiencia de 65% del ciclo combinado alimentado con hidrógeno y oxígeno, se obtendrían 28.133 MWh/año de energía eléctrica.

The aim of this work is to evaluate, by an optimized techno-economic analysis, the use of photovoltaic and a novel wind-based technology to supply at least 10% of the current and the predicted electrical energy requirements of the mining industry in the Antofagasta region. A combination of an optimization problem and technical evaluation was performed using Matlab to obtain the optimal number of solar and wind-based technology units in a case study. Total energy generation from a novel wind-based technology unit is 67,616 MWh/y, corresponding to 14.45$106 Nm3 (1298 t) of hydrogen and 7.41106 Nm3 (10,323 t) of oxygen after electrolytical transformation. Considering a 65% efficiency of the combined cycle fed with hydrogen and oxygen, 28,133 MWh/y of electrical energy would be obtained.