Abstract This paper considers the operation of an all-solar electric energy system in Saudi Arabia, that is, a system which generation mix includes solely solar (PV and/or concentrated solar power (CSP)) and battery energy storage units (used to cover hours with no solar resource and hours beyond the CSP thermal storage capacity). We analyze the operation of this system using realistic data. These data pertain to the actual transmission system and the demand throughout the country in 2015. The Saudi Arabian power system exhibits a rather flat demand during both the summer and winter seasons (there are mostly two season in Saudi Arabia: winter and summer), being the peak demand for 2015 in these seasons 49 and 25 GW, respectively. Solar generation units and storage units are sized and sited using a fully-fledged capacity expansion model (not described in this paper). To comprehend the daily operation of such all-solar power system in Saudi Arabia throughout 2015, we analyze three cases in which the demand is served (i) using PV and storage units, (ii) using CSP and storage units, and (iii) using PV, CSP and storage units. We compare in detail the above three cases. We conclude that using an optimal combination of PV an CSP units results in minimum total (investment and operation) cost, minimum storage needs, and moderate solar energy spillage.

中文翻译：

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在沙特阿拉伯运行全太阳能发电系统

摘要 本文考虑了沙特阿拉伯全太阳能发电系统的运行情况，即混合发电系统包括单独的太阳能（PV 和/或聚光太阳能 (CSP)）和电池储能单元（用于覆盖没有太阳能资源的小时数和超出 CSP 储热容量的小时数）。我们使用真实数据分析该系统的运行情况。这些数据是关于实际输电系统和2015年全国需求的数据。沙特阿拉伯电力系统在夏季和冬季两个季节（沙特阿拉伯主要有两个季节：冬季和夏季）表现出相当平坦的需求，即2015 年这些季节的峰值需求分别为 49 吉瓦和 25 吉瓦。太阳能发电机组和存储单元的大小和选址使用成熟的容量扩展模型（本文未描述）。为了了解整个 2015 年沙特阿拉伯全太阳能发电系统的日常运行情况，我们分析了以下三种情况：(i) 使用光伏和储能装置，(ii) 使用 CSP 和储能装置，以及 (iii)使用 PV、CSP 和存储单元。我们详细比较了上述三种情况。我们得出的结论是，使用 PV 和 CSP 装置的最佳组合可实现最低的总（投资和运营）成本、最低的存储需求和适度的太阳能溢出。(iii) 使用 PV、CSP 和存储单元。我们详细比较了上述三种情况。我们得出的结论是，使用 PV 和 CSP 装置的最佳组合可实现最低的总（投资和运营）成本、最低的存储需求和适度的太阳能溢出。(iii) 使用 PV、CSP 和存储单元。我们详细比较了上述三种情况。我们得出的结论是，使用 PV 和 CSP 单元的最佳组合可实现最低的总（投资和运营）成本、最低的存储需求和适度的太阳能溢出。