Integrating wind and geothermal energy to strengthen the renewable energy portfolio in Iceland

Abstract

The growing interest in wind power is driven by the need to address climate change and reduce reliance on fossil fuels. Wind power offers a promising solution to meet energy demands sustainably. In Iceland, where geothermal energy already plays a significant role, integrating wind energy can diversify and strengthen the renewable energy portfolio. This integration enhances energy security, reduces the need for fossil fuel imports, and creates economic value for the country. By combining wind and geothermal resources, Iceland can move towards a fully renewable energy system, ensuring a stable, resilient, and adaptable energy supply for the future.This study investigates the integration of wind energy with geothermal power in Iceland, aiming to optimize grid stability and enhance the utilization of renewable energy sources. It addresses three key questions: What is the realistic potential for wind energy in the Hengill area? How can wind and geothermal energies be integrated effectively? How can the grid adapt to fluctuating wind energy inputs? These questions were explored using three different simulation tools: windPRO, Time Series Lab (TSL), and PSS/E. The results show that integrating wind farms in the Hengill area indicates potential success. Simulation tools and dynamic testing highlight the effectiveness of these sites for wind power generation and confirm that the grid can sustainably handle these new additions while maintaining operational stability within the required limits. The study also highlights the operational complexities of managing geothermal energy and underscores the importance of maximizing wind energy utilization to justify the high investment costs. The findings suggest that integrating wind and geothermal energy can significantly enhance Iceland's renewable energy landscape, ensuring a stable and efficient energy supply.

Aukinn áhugi á vindorku er knúinn áfram af þörfinni til að takast á við loftlagsbreytingar og draga úr notkun jarðefnaeldsneytis. Vindorka býður uppá ákjósanlega lausn til að mæta auknum orkuþörfum á sjálfbæran hátt. Á Íslandi, þar sem jarðvarmi gegnir þegar mikilvægu hlutverki, getur samþætting vindorku aukið fjölbreytnina og styrkt endurnýjanlega orkuinnviði landsins. Þessi samþætting eykur ekki aðeins orkuöryggi heldur dregur einnig úr þörf fyrir innflutning jarðefnaeldsneytis og skapar efnahagsleg verðmæti fyrir landið. Með því að sameina vind- og jarðvarmaauðlindir getur Ísland stefnt að því að verða sjálfbært orkuland og tryggt stöðugt, sveigjanlegt og aðlögunarhæft orkukerfi fyrir framtíðina. Þessi rannsókn kannar samþættingu vindorku við jarðvarma á Íslandi með það að markmiði að hámarka stöðugleika raforkukerfisins og bæta nýtingu endurnýjanlegra orkugjafa. Rannsóknin svarar þremur lykilspurningum: Hver er raunhæfur möguleiki vindorku á Hengilssvæðinu? Hvernig er hægt að samþætta vind- og jarðvarma á árangursríkan hátt? Hvernig getur raforkukerfið aðlagast sveiflum vindorkunnar? Þessar spurningar voru kannaðar með því að nota þrjú mismunandi hermitól: windPRO, Time Series Lab (TSL) og PSS/E. Niðurstöðurnar sýna að samþætting vindorkuvera á Hengilssvæðinu gefur til kynna hugsanlegan árangur. Hermunartól og dýnamísk próf varpa ljósi á skilvirkni þessara svæða fyrir vindorkuframleiðslu og staðfesta að raforkukerfið getur sjálfbært tekið við þessum nýju viðbótum á meðan það heldur rekstrarstöðugleika innan tilskilinna marka. Rannsóknin dregur einnig fram rekstrarflækjur við stjórnun jarðvarmaorku og undirstrikar mikilvægi þess að hámarka nýtingu vindorku til að réttlæta háan fjárfestingarkostnað. Niðurstöðurnar benda til þess að samþætting vind- og jarðvarmaorku geti verulega bætt endurnýjanlega orkulandslag Íslands, tryggt stöðuga og skilvirka orkuafhendingu.