Optimal Sizing of Marine Energy Microgrids under Resource Uncertainties

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:A stochastic optimization method for hybrid renewable microgrid sizing under uncertainty, useful for further research in coastal energy systems.

🏢実務担当者:Provides a decision-support tool for planning cost-effective and reliable renewable microgrids in coastal communities.

再生可能エネルギー源を動力とする沿岸マイクログリッドは、地理的に不利な沿岸地域におけるエネルギー需要を満たすための持続可能かつ回復力のあるソリューションを提供する。それらの高い相補性は、特に波力エネルギー変換装置（WEC）を通じて沿岸の波エネルギーを利用して再生可能エネルギーの普及率を高めることへの関心が高まる中で、従来のエネルギー源に代わる費用対効果の高い選択肢となる。しかしながら、太陽光、風力、波力資源に固有の変動性は、特に高い普及率において、システム設計と運用に重大な不確実性をもたらす。本研究は、資源の断続性とシステム制約を考慮した、ハイブリッド太陽光・風力・波力沿岸マイクログリッドの最適規模決定のための確率的最適化フレームワークを提示する。このフレームワークは、多期間最適化戦略と技術・環境経済分析を統合し、排出コストを通じてシステムの信頼性と環境持続可能性を確保しながら、期待される均等化発電原価（LCOE）を最小化する。資源の利用可能性、エネルギー貯蔵容量、運用上の制約を含む主要な制約条件は、多様な条件下でのマイクログリッド性能を向上させるために組み込まれている。提案手法の有効性は、様々な気候条件にさらされるニュージャージー海岸の沿岸マイクログリッドに関するケーススタディを通じて実証される。調査結果は、コスト、信頼性、再生可能エネルギー利用の間の重要なトレードオフを浮き彫りにし、堅牢で適応性のあるマイクログリッドシステムの設計への貴重な洞察を提供する。本研究は、不確実性に耐えながら持続可能性を促進し、化石燃料への依存を低減できる、十分な情報に基づいた技術仕様を備えた回復力のある沿岸エネルギーインフラの開発に貢献する。 謝辞：本資料は、米国エネルギー省エネルギー効率・再生可能エネルギー局（EERE）の水力技術局（WPTO）による、受賞番号DE-EE00011379の支援を受けた作業に基づくものである。ここに表明された見解は、必ずしも米国エネルギー省または米国政府の見解を代表するものではない。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Coastal microgrids powered by renewable energy sources offer sustainable and resilient solutions for meeting energy demands in geographically disadvantaged coastal regions. Their high complementarity makes them a cost-effective alternative to conventional energy sources, particularly with the growing interest in harnessing coastal wave energy through wave energy converters (WECs) to enhance renew- able energy penetration. However, the inherent variability of solar, wind, and wave resources introduces significant uncertainty in system design and operation, particularly at high penetration. This study presents a stochastic optimization framework for the optimal sizing of a hybrid solar-wind-wave coastal microgrid, accounting for resource intermittency and system constraints. The framework integrates a multi-period optimization strategy with a techno-environmental economic analysis to minimize the expected levelized cost of energy (LCOE) while ensuring system reliability and environmental sustain- ability via emissions costs. Key constraints, including resource availability, energy storage capacity, and operational limits, are incorporated to enhance the microgrid performance under diverse conditions. The effectiveness of the proposed methodology is demonstrated through case studies on a coastal microgrid in New Jersey Shore subject to varying climatic conditions. The findings highlight critical trade-offs between cost, reliability, and renewable energy utilization, providing valuable insights into the design of robust and adaptive microgrid systems. This study contributes to the development of resilient coastal energy infrastructures with well-informed technical specifications that can withstand uncertainties while promoting sustainability and reducing dependence on fossil fuels. Acknowledgement: This material is based upon work supported by the U.S. Department of Energy’s Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) under the Water Power Technlogies Office (WPTO) Award Number DE-EE00011379.  The view expressed herein do not necessarily represent the view of the U.S. Department of Energy or the United States Government.

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