Bio-inspired computational intelligence metaheuristic-based optimization and sensitivity analysis approach to determine techno-economic feasibility of hydrogen refueling stations for fuel cell vehicles
Notice bibliographique
Résumé
This study presents a comprehensive economic and technological evaluation of renewable hybrid power systems for hydrogen refueling stations (HRS) in Nizwa, Oman, leveraging cutting-edge optimization algorithms to determine the most cost-effective and efficient hybrid energy system configurations. Three hybrid energy systems of photovoltaic-wind turbine-battery (PV-WT-B), photovoltaic-wind-fuel cell-battery (PV-WT-FC-B), and wind turbine-battery (WT-B) were evaluated based on net present cost (NPC), levelized cost of energy (LCOE), and levelized cost of hydrogen (LCOH). The study employs advanced optimization techniques, including the Mayfly Algorithm, Genetic Algorithm, CUKO Search, Gray Wolf Optimizer (GWO), Constrained Particle Swarm Optimization (CPSO), Harmony Search (HS), and Flower Pollination Algorithm to determine the most viable hybrid energy system for the HRS in Nizwa. The results indicate that CPSO consistently achieves the lowest NPC, LCOE, and LCOH, whereas HS and GWO yield higher costs due to convergence inefficiencies. Sensitivity analysis reveals a strong inverse correlation between PV capacity and cost metrics, highlighting the economic advantage of increased solar generation. Additionally, hybrid configurations integrating PV and wind turbine (PV-WT-B, PV-WT-FC-B) significantly reduce NPC compared to WT-B, reinforcing the role of solar energy in optimizing economic costs. Furthermore, fuel cell integration (PV-WT-FC-B) imposes additional economic burdens, making PV-WT-B the most viable solution for HRS deployment in Oman. More so, the annual worth and return-on-investment analysis demonstrated that the PV-WT-B is the preferred energy system to meet the needs of the HRS in terms of investment. The findings underscore the importance of renewable energy fraction and capacity factor in energy economics, demonstrating that higher PV integration enhances sustainability and cost-efficiency. This study provides a transformative framework for decarbonizing Oman's transportation sector, offering insights into optimal hydrogen production strategies to advance the global clean energy transition.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».