دسته: مقالات ترجمه شده isi در این مقاله، روشی برای طراحی بهینهی تجارت HES متصل به شبکه کوچک (سیستم انرژی هیبریدی) متشکل از پانلهای فتوولتائیک و توربینهای بادی است (به منظور به حداقل رساندن LCCیِ (هزینه سیکل عمر) سیستم) که همزمان سطح مشخصی از قابلیت اطمینان سیستم را تضمین میکند این بر حسب LPSP (احتمال از دست دادن منبع تغذیه) اندازهگیری میشود، که توسط شبیهسازی محاسبه م
قیمت فایل فقط 23,000 تومان
Business optimal design of a grid-connected hybrid PV (photovoltaic)- wind energy system without energy storage for an Easter Island’s block
طراحی بهینه تجاری سیستم انرژی بادی (فتوولتائیک) PV هیبریدی متصل به شبکه بدون ذخیرهسازی انرژی برای یک بلوک جزیرهی ایستر
چکیده
در این مقاله، روشی برای طراحی بهینهی تجارت HES متصل به شبکه کوچک (سیستم انرژی هیبریدی) متشکل از پانلهای فتوولتائیک و توربینهای بادی است (به منظور به حداقل رساندن LCCیِ (هزینه سیکل عمر) سیستم) که همزمان سطح مشخصی از قابلیت اطمینان سیستم را تضمین میکند. این بر حسب LPSP (احتمال از دست دادن منبع تغذیه) اندازهگیری میشود، که توسط شبیهسازی محاسبه میشود. روش ارائه شده امکان تغذیهی توان بیش از حدِ تولیدی توسط HES را به شبکه برق شرکت برق با قیمت فروش ثابت یا از طریق طرح اندازهگیری خالص میسر میسازد. سیستم و روش طراحی ارائه شده روش جایگزین مناسبی برای تغذیه توان تنها از طریق شبکه برای مناطق دور افتاده/روستایی ارائه میدهد. بهعنوان مثال، یک مطالعه موردی شامل 15 خانه (1 بلوک) در شهر هانگا روآی جزیرهی ایستر در شیلی ارائه میشود. نتایج نشان میدهند که HES متصل-به شبکه برای این بلوک بسیار مفید است زیرا هزینههای بلند مدت تولید برق و تغذیه را بکاهش داده و صورت همزمان از مصرف انرژی پاکتر منابع انرژی تجدید پذیر برخوردار بوده و به کاهش حجم بار تغذیه توان شبکه شرکت برق کمک میکند.
وازگان کلیدی
طرح بهینهی کسب و کار، سیستم انرژی مرکب از PV (فتوولتائیک) و باد، هزینه سیکل عمر، HES متصل به شبکه (سیستم انرژی هیبریدی)، اندازههگیری خالص، جزیرهی ایستر.
افزایش قیمت سوختهای فسیلی، ذخایر محدود شدهی آنها و نگرانی مداوم در مورد گرم شدن کره زمین در طول 15 سال گذشته باعث افزایش تحقیقات به منظور یافتن جایگزینهای جدید منابع انرژی، بهویژه در سطح مسکونی شده است. بهطور خاص، انرژی خورشیدی و بادی منابع خوبی برای جایگزینی تدریجی سوختهای فسیلی هستند که هم اکنون بطور گسترده در تولید توان الکتریکی استفاده میشوند. هر دو نوع انرژی بادی و خورشیدی بدون آلودگی هستند و در هر جای جهان قابل دسترسی هستند [1،2]. با اینحال، وجود آنها بصورت متناوب هست؛ بنابراین در سیستمهای تولید برق که از یکی از دو منبع (فتوولتائیک) PV خورشیدی یا بادی استفاده میکنند، بایستی کمبودها و محدودیتهائی که در نتیجهی این تناوب (بود و نبود) در ظرفیت تغذیه انرژی از ابن سیستمها بوجود میآیند مد نظر قرار داد. از اینرو، لازم است این سیستمها را از نظر تولید توان الکتریکی و قابلیتهای تغذیهشان قویتر، انعطافپذیرتر، قابل کنترلتر و قابل اعتمادتر کرد. یک راهحل در ارتباط با این نیاز طراحی مناسب HES (سیستم انرژی هیبریدی) است [3، 4]، بهخصوص زمانی که بدون ذخیرهساز انرژی به شبکه متصل میشود. در اینجا، شبکه بهعنوان منبع انرژی پشتیبان در نظر گرفته میشود که از روی آن اگر RES (منابع انرژی تجدیدپذیر) پائین عمل میکند سیستم ممکن است انرژی را برای تغذیهی خانهها بکشد.
به همین ترتیب، برای در نظر گرفتن زمانهایی که هر دو انرژی بادی و خورشیدی تولید مقدار کافی انرژی را به منظور برآورده کردن تقاضای توان توسط هر کدام به تنهایی یا با هم میسر نمیسازد، روش جایگزین ترکیب ژنراتورهای دیزلی به عنوان یک منبع پشتیبان است که راهحل خوبی برای جامعه (منطقه) است. در مورد خاص آنالیز شده در این مقاله، نیروگاه برق متشکل از 6 ژنراتور دیزلی بزرگ دارای مقدار نامی کافی برای کل جامعه است و همچنین قیمت برق پرداختی توسط مصرفکنندگان بسیار بالا است. بنابراین این مقاله استفاده از چنین سیستمهای انرژی تجدید پذیر را بهعنوان طرحهای مقرون به صرفه و کارآمد DG (تولید پراکنده) مرتبط باEE (بهره وری انرژی) در نظر دارد که ممکن است به کاهش هزینههای مصرف انرژی، افزایش بازده کلی سیستم مرکب کمک کند و در عین حال انتشار گاز کربن در این منطقه را کاهش دهد.
به منظور استفادهی بهتر و مقرون بهصرفه از منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) همانند انرژی خورشیدی و بادی، طراحی بهینهی HES بسیار حائز اهمیت است زیرا طراحی سیستم با اندازهی بزرگ ممکن است هزینههای سرمایهگذاری بالا و سایر معایب را بدنبال داشته باشد. در مقابل، طراحی سیستم با ابعاد خیلی کوچک احتمالا هزینههای سرمایهگذاری کمتری را به دنبال داشته باشد، اما احتمال بالایی در محدودیتهای عملیاتی و در نتیجه کمبودهای بالقوه در مصرف انرژی وجود دارد که مستلزم این است که ژنراتورهای معمولی به منظور جبران نبود ظرفیت نصب شدهی اضافی HES که قادر به تغذیه برای مقابله با این کمبود باشند بیشتر کار کنند. بنابراین، طراحی بهینهی سیستم ممکن است هزینههای سرمایهگذاری کمتری را با استفادهی معقول، کارآمدتر منابع مختلف انرژی را که ارزیابی میشوند تضمین کند [4، 5].
مطالعات بسیاری در مورد طراحی HES بهینه در منابع گزارش شده است. بوروی و سالامه [6] روش مبتنی بر محاسبات تکراری احتمال از دست دادن تغذیهی توان (LPSP) را برای ترکیبات مختلفِ تعدادی از پانلهای PV و باتریها در سیستم قدرت بادی-تکی خورشیدی-بادی هیبریدی (حالت جزیرهای) با استفاده از پایگاه دادههای گستردهتابش خورشیدی و قرائتها سرعت باد ثبت شده در هر ساعت از هر روز به مدت 30 سال بدون وقفه گزارش کردهاند. با اینحال، این روش تعداد ثابت و مشخصی از ژنراتورهای بادی را که احتمالا بهینه نیستند در نظر میگیرد. هوجااوغلو و همکاران [5]، در مطالعهای مشابه [6]، روشی مبتنی بر روش ریاضیاتی مشابه مربوط به LPSP ارائه کردند، همچنین تفاوتی که آنها ارائه دادند بر این واقعیت تکیه دارد که تعداد ژنراتورهای بادی ثابت و از پیش تعیین شده نیستند، بلکه متغیر بوده و بایستی تعیین شوند. نفح [7] یک روش مبتنی بر به حداقل رساندن هزینهی سیکل عمر (LCC) برای یک سیستم انرژی هیبریدی PV-بادی مستقل با توجه به سطح عملکرد از پیش تعیین شدهی مشخصی (اندازهگیری شده بر حسب LPSP)، با استفاده از GA (الگوریتم ژنتیک) ارائه میکند. به همین ترتیب، در روش متفاوتی نسبت به رویکردهای قبلی در حل مسئله توسط مولفان قبلی، سوپریا و سیدارثان [8] یک مدل LP (برنامهریزی خطی) را ارائه دادند که منجر به مینیممسازی LCCیِ یک سیستم انرژی هیبرید بادی-PV متصل به شبکه شرکت برق تحت شرط تعادل انرژی ارائه میکنند. این مدل تعداد بهینهی پانلهای PV خورشیدی و ژنراتورهای بادی سیستم را گذشته از مقدار کل انرژی مورد نیاز در سال مشخص میکند. با اینحال، این روش اندازهی محدود شدهی شبکهی الکتریکی یا احتمال فروش انرژی اضافی را در مواردی که بیش تولید وجود داشته باشد در نظر نمیگیرد. از سوی دیگر، نلسون و همکاران [9]، یک ارزیابی اقتصادی از سیستم تولید هیبریدی فتوولتائیک/بادی/FC (پیل سوختی) را برای یک خانه معمولی در شمال غربی اقیانوس آرام ارائه میکنند. ترکیب تودهی FC (پیل سوخت) یعنی یک الکترولیز و مخازن ذخیرهسازی هیدروژن به عنوان سیستم ذخیرهسازی انرژی استفاده میشود. سیستم با یک سیستم انرژی هیبریدی قدیمی (HES) با ذخیرهسازی باتری مقایسه میشود و مولفان برنامهی کامپیوتری را برای تعیین اندازهی اجزای سیستم به منظور تطبیق بار به صورت بهینهترین حالت از لحاظ هزینه به کار میگیرند. هزینهی برق، هزینهی کلی سیستم، و آنالیز مسافت سر به سر نیز برای هر ساختار در انجا محاسبه میشود. همچنین مدل آنها از یک بانک باتری به منظور افزایش ظرفیت راهاندازی شدهی نیروگاه استفاده میکند که بصورت یک سیستم پشتیبان برای تامین توان در زمانهای قطعی برق به علت ظرفیت تولید ناکافی نیروگاه در ساعات اوج مصرف برق یا به دلیل خرابی تجهیزات عمل میکند. نما و همکاران [10] بررسی دقیقی از جنبههای آتی و فعلی طراحی و توسعهی بسیار پیشرفتهی HES با استفاده انرژی خورشیدی PV و بادی را انجام میدهند که مسائل بیشماری را در پی دارد و باید برای طراحیهای مختلف و گزینههای هیبریداسیون RES محاسبه شوند. ماتئیسن و همکاران [11] آنالیزها و نتایج جالبی از طراحی سیستم انرژی 100% تجدید پذیر برای دانمارک نشان میدهند که هدف آن دستیابی تا سال 2050، با در نظر گرفتن زیرساخت سیستم انرژی کامل مبتنی بر RES از جمله حمل و نقل است. دو سال هدف گذر کوتاه مدت در فرایند به سمت این هدف برای سال 2015 و 2030 [11] به منظور ایجاد انتقال بسیار نرم و امکانپذیر آنالیز میشود. سیستمهای انرژی با آنالیزهای سیستم انرژی 4 ساعت به 4 ساعت آنالیز و طراحی میشوند که آشکار میکند پیادهسازی صرفهجوییهای انرژی، انرژی تجدید پذیر و فنآوریهای تبدیل انرژی بسیار کارآمد دارای تاثیرات بسیار مثبت اجتماعی اقتصادی، ایجاد اشتغال و بهطور بالقوه منجر به درآمد زیاد در صادرات است [11]. تاثیرات جانبی مانند اثرات سلامت مثبت حتی منافع بیشتری به پروژه اضافه میکند و نیز استدلالهای محکمتری در استفاده از سیستمهای انرژی 100% تجدیدپذیر ایجاد میکند، که تنها از لحاظ فنی امکانپذیر نیست، اما برای آینده از نظر رشد اقتصادی و خودکفایی انرژی ضروری است. سپس این پرسش توسط مولفان بر میآید که: چه عواقبی ممکن است به عنوان نتیجهای از پیروی یک مسیر به سمت سیستم انرژی 100% تجدیدپذیر بوجود بیاید؟ آنها بر اساس آنالیزها نتیجه میگیرند که این حتی ممکن است در مقایسه با سیستم انرژی معمول تجارت بسیار سودمند باشد [11]. بهطور مشابه، در مرجع [12]، مولفان جنبههای تحقق یک سیستم انرژی 100% تجدیدپذیر را در مقدونیه با ایجاد مدل EnergyPLAN بررسی میکنند. آنالیز برای دو سناریوی تجدیدپذیر برای سالهای 2030 و 2050 طراحی میشود [12، 13]. سناریوی اول تحقق سیستم انرژی 50 درصد تجدید پذیر را که برای سال 2030 پیشبینی شده است در نظر میگیرد. این اولین گام به سمت انرژی 100% تجدیدپذیر آتی برای مقدونیه ارائه میدهد. سناریوی دوم برای سیستم انرژی 100% تجدیدپذیر مبتنی بر منابع انرژی تجدید پذیر (RES) تا سال 2050 طراحی شده است. مولفان توجه ویژهای برای طراحی این سیستمها با توجه به ماهیت متناوب RES و فنآوریهای ذخیرهسازی انرژی ارائه میکنند. مدل EnergyPLAN [13] مدل خروجی/ورودی استفاده شده برای انالیزهای سالانهی سیستمهای انرژی ملی و منطقهای در گامهای 1 ساعته است [13].
قیمت فایل فقط 23,000 تومان
برچسب ها : ترجمه مقاله طراحی بهینه تجاری سیستم انرژی بادی (فتوولتائیک) PV هیبریدی متصل به شبکه بدون ذخیرهسازی انرژی برای یک بلوک جزیرهی ایستر , طرح بهینه ی کسب و کار , سیستم انرژی مرکب از PV (فتوولتائیک) و باد , هزینه سیکل عمر , HES متصل به شبکه (سیستم انرژی هیبریدی) , اندازه گیری خالص , جزیره ی ایستر
