امکان‌سنجی و آنالیز سامانۀ هیبریدی باد- خورشیدی- دیزل (مطالعۀ موردی: منطقۀ روستایی شهرستان دامغان)

نویسندگان

دانشگاه تهران

چکیده

برق‌رسانی به روستا و مناطق دورافتاده، با اتصال به شبکۀ محدود و یا بدون اتصال به شبکه، یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در کشور‌های در حال ‌توسعه مانند ایران است. از طرفی در ایران، بیشتر نیاز الکتریسیته به‌واسطۀ مولدهای دیزل تأمین می‌شود. مولد‌های دیزل نگرانی‌های اقتصادی و زیست‌محیطی زیادی دارند که توسط استفاده از فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر هیبریدی به حداقل رسیده‌اند. این مقاله به کاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر به‌منظور تأمین نیاز الکتریسیتۀ یک روستا با جمعیت 10 خانواده در شهرستان دامغان پرداخته است. برای گسترش کنترل سیستم بهینه بر اساس استراتژی مدیریت بار از مدل نرم‌افزاری هومر استفاده ‌شده است. در این مقاله، تحقیقی دربارۀ آنالیز کارایی یک سیستم انرژی هیبریدی باد/ فتوولتاییک/ دیزل/ و باتری است. نتایج حاصل نشان داد که هزینۀ خالص فعلی سیستم 75315 و میزان انتشارات آلاینده‌ها برابر 6470 است؛ که منجر به کاهش انتشارات آلاینده‌ها در مقایسه با نیروگاه‌های رایج می‌شود. سیستم انرژی هیبریدی تحلیل‌شده ممکن است برای سایر مناطق ایران که در وضعیت اقلیمی مشابهی قرار دارند کارآمد باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] Manwell, J.F., McGowan, J.G. and Rogers, A.L., " Wind Energy Explained: Theory, Design and Application", John Wiley & Sons, 2010. [2] Najafi, B., Mamaghani, A.H., Rinaldi, F. and Casalegno, A., "Fuel Partialization and Power/Heat Shifting Strategies Applied to a 30 kWel High Temperature PEM Fuel Cell based Residential Micro Cogeneration plant", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 40, No. 41, pp. 14224-14234, 2015. [3] Asrari, A., Ghasemi, A., and Javidi, M., "Economic Evaluation of Hybrid Renewable Energy Systems for Rural Electrification in Iran—A Case Study", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, No 5. pp. 3123-3130, 2012. [4] Fazelpour, F., Soltani, N. and Rosen, M.A., "Feasibility of Satisfying Electrical Energy Needs with Hybrid Systems for a Medium-Size Hotel on Kish Island, Iran", Energy, Vol. 73, pp. 856-865, 2014. [5] Rehman, S., Alam, M.M., Meyer, J.P. and Al-Hadhrami, L.M., "Feasibility Study of a Wind–PV–Diesel Hybrid Power System for a Village", Renewable energy, Vol. 38, No. 1, pp. 258-268, 2012. [6] Kumar, B.S. and Sudhakar, K., "Performance Evaluation of 10 MW Grid Connected Solar Photovoltaic Power Plant in India", Energy Reports, Vol. 1, pp. 184-192, 2015. [7] Singh, S., Singh, M. and Kaushik, S.C., "Feasibility Study of an Islanded Microgrid in Rural Area Consisting of PV, Wind, Biomass and Battery Energy Storage System", Energy Conversion and Management, Vol. 128, pp. 178-190, 2016. [8] Rahimi, S., Meratizaman, M., Monadizadeh, S. and Amidpour, M., "Techno-Economic Analysis of Wind Turbine–PEM (Polymer Electrolyte Membrane) Fuel Cell Hybrid System in Standalone Area", Energy, Vol. 67, pp. 381-396, 2014. [9] Ngan, M.S. and Tan, C.W., "Assessment of Economic Viability for PV/Wind/Diesel Hybrid Energy System in Southern Peninsular Malaysia", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, No. 1, pp. 634-647, 2012. [10] Hosseinalizadeh, R., Shakouri, H., Amalnick, M.S. and Taghipour, P., "Economic Sizing of a Hybrid (PV–WT–FC) Renewable Energy System (HRES) for Stand-Alone Usages by an Optimization-Simulation Model: Case Study of Iran", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 54, pp. 139-150, 2016. [11] Luna-Rubio, R., Trejo-Perea, M., Vargas-Vázquez, D. and Ríos-Moreno, G.J., "Optimal Sizing of Renewable Hybrids Energy Systems: A Review of Methodologies", Solar Energy, Vol. 86, No. 4, pp. 1077-1088, 2012. [12] Saheb-Koussa, D., Koussa, M., Haddadi, M. and Belhamel, M., "Hybrid Options Analysis for Power Systems for Rural Electrification in Algeria", Energy Procedia, Vot. 6, pp. 750-758, 2011. [13] Shafiullah, G.M., Amanullah, M.T.O., Ali, A.S., Jarvis, D. and Wolfs, P., "Prospects of Renewable Energy–a Feasibility Study in the Australian Context" Renewable Energy, Vol. 39, No. 1, pp. 183-197, 2012. [14] Fernández-García A, Zarza E, Valenzuela L, Pérez M., "Parabolic-Trough Solar Collectors and Their Applications", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 7, pp. 1695–721, 2010. [15] Ngan, M.S. and Tan, C.W., "Assessment of Economic Viability for PV/Wind/Diesel Hybrid Energy System in Southern Peninsular Malaysia", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, No. 1, pp.634-647, 2012. [16] Arribas, L., Cano, L., Cruz, I., Mata, M. and Llobet, E., "PV–Wind Hybrid System Performance: A New Approach and a Case Study", Renewable Energy, Vol. 35, No. 1, pp.128-137, 2010. [17] Bekele, G. and Palm, B., "Feasibility Study for a Standalone Solar–Wind-based Hybrid Energy System for Application in Ethiopia", Applied Energy, Vol. 87, No. 2, pp.487-495, 2010. [18] Abdullah, M.O., Yung, V.C., Anyi, M., Othman, A.K., Hamid, K.A. and Tarawe, J., "Review and Comparison Study of Hybrid Diesel/Solar/Hydro/Fuel Cell Energy Schemes for a Rural ICT Telecenter", Energy, Vol. 35, No. 2, pp. 639-646, 2010. [19] حبیبی سراسکانرود، کاوه و زاهدی، علیرضا، «تحلیل فنی اقتصادی سامانۀ هیبریدی به صورت جدا از شبکۀ انرژی بادی و پیل‌سوختی: مطالعۀ موردی منطقۀ کوهین قزوین»، نشریۀ علمی‌پژوهشی مهندسی و مدیریت انرژی، دورۀ هشتم، شمارۀ 1، صفحۀ 30ـ39، 1397. [20] https://en.wikipedia.org/wiki/Template:Damghan-geo-stub [21] Iranian Renewable Energy Organization (SUNA) Tehran, Iran. Available from: http://www.suna.org.ir/suna_ content/media/image/2013/04/1991_ orig.jpg ? [22] Lee, Y., Paredes, J.R. and Lee, S.H., "Smart Grid and Its Application in Sustainable Cities", Inter-American Development Bank, 2012. [23] Rehman, S., Alam, M.M., Meyer, J.P. and Al-Hadhrami, L.M., "Feasibility Study of a Wind–PV–Diesel Hybrid Power System for a Village", Renewable Energy, Vol. 38, No. 1, pp. 258-268, 2012. [24] Lau, K.Y., Yousof, M.F.M., Arshad, S.N.M., Anwari, M. and Yatim, A.H.M., "Performance Analysis of Hybrid Photovoltaic/Diesel Energy System under Malaysian Conditions", Energy, Vol. 35, No. 8, pp. 3245-3255, 2010. [25] Mahapatra, S. and Dasappa, S., "Rural Electrification: Optimising the Choice between Decentralised Renewable Energy Sources and Grid Extension", Energy for Sustainable Development, Vol. 16, No. 2, pp. 146-154, 2012. [26] توانیر، محاسبه صورت‌حساب مشترکین خانگی، http://wamp.tavanir.org.ir/bill/ [27] ترازنامۀ انرژی سال 1394، تهران- وزارت نیرو معاونت امور برق، 1396. [28] ربیعی، مصطفی، «هزینۀ احداث هر کیلومتر شبکۀ برق روستایی»، سازمان انرژی‌های نو ایران، 1394.