28809

تحليل فني- اقتصادي يك ميكرو شبكه هيبريد باد-پنل خورشيدي- باتري در شهرك صنعتي شيراز با انواع مختلف باتري در نرم افزار HOMER

كارشناسي ارشد

سيستم هاي انرژي

1398

1402/7/5

دكتر ابوالفضل احمدي

فناوري هاي نوين

جامعه جهاني به سه دليل عمده كه عبارت اند از:1) كاهش مشكلات ناشي از تغييرات آب و هوايي بدليل افزايش توليد گاز هاي گلخانه اي،2) بهبود سلامت انسان بوسيله كاهش توليد گازهاي آلاينده و 3) افزايش ميزان تقاضاي انرژي به سمت توليد انرژي هاي تجديدپذير رفته است. شيراز به عنوان يك كلانشهر به دليل وجود صنايع آلاينده با معضل آلودگي دست و پنجه نرم ميكند. افزايش تقاضاي انرژي و ناترازي توليد و تقاضاي انرژي، در سال هاي اخير باعث خاموشي هاي متعدد در اين شهر شده است و ميتوان با كمك نيروگاهاي هيبريد باعث بالا بردن تاب آوري سيستم هاي انرژي شد. باتري ها به دليل داشتن طيف وسيع تركيبات و تنوع بالا در بازار و تاثير زيادشان در عملكرد سيستم هيبريد هميشه مورد توجه محققان قرار داشته است. در اين پروژه سيستم تركيبي تجديدپذير با 4 نوع باتري مختلف كه عبارت اند از: اسيد -سرب، ليتيوم-يون، اكسايش - كاهش واناديومي و روي-بروم مدلسازي شده است. مدلسازي اين چهار سناريو به صورت اقتصادي و فني توسط نرم افزار هومر انجام پذيرفته است. اين نرم افزار به وسيله هزينه تراز شده انرژي بر حسب دلار بر كيلو وات ساعت به بهينه سازي مي پردازد. بار مدلسازي شده براي اين سيستم 3000 كيلووات براي بخش صنعتي و 300 كيلووات براي بخش اداري/مسكوني در نظر گرفته شده است. در اين پروژه نشان داده شده است كه سيستم تركيبي با باتري اسيد-سرب با هزينه تراز شده 0/47 دلار بر كيلووات ساعت با هزينه اوليه 6/02 ميليون دلار بهينه ترين سيستم براي تامين بار مورد نياز واحد صنعتي است. اما در صورتي كه روند كاهش قيمتي باتري هاي ليتيوم-يون ادامه پيدا كند، كمتر از 5 سال سيستم تركيبي با اين باتري بهينه تر خواهد شد. از منظر كاهش آلايندگي نشان داده شده است كه اين سيستم باعث كاهش 1060133 كيلوگرم كربن در سال در مقايسه با تامين اين بار به وسيله سيستم ديزل خواهد شد.

1402/07/12

Techno-Economic Analysis of Off-grid Hybrid Wind-PV-Battery Power System by Analyzing Different Batteries for Industrial Plant in Shiraz Industrial Town, Iran, using HOMER Pro

9/26/2024 12:00:00 AM

The world has moved toward renewable energy resources for three major reasons: (1) to mitigate climate change arising from the excessive emission of greenhouse gases (GHGs), (2) to protect health by lowering GHG emissions, and (3) to meet ever-increasing demands for energy. Shiraz is a major city in Iran and struggles with pollution challenges due to the presence of highly polluting industries. The increased energy demand and the lack of a demand-supply trade-off have led to frequent power outages in Shiraz in recent years. The resilience of energy systems can be enhanced by deploying hybrid systems. Batteries have been of great interest to researchers as they have a wide range of compounds and variety in the market and strongly influence the function and initial costs of hybrid energy systems. This study models a hybrid renewable energy system using four different batteries, i.e., lead-acid, Li-ion, vanadium redox, and zinc-bromine batteries. These four scenarios were subjected to techno-economic analysis in HOMER Pro. HOMER optimizes energy systems using the levelized cost of energy (LCOE) (USD/kWh). The system was assumed to generate 3000 kW of industrial power and 300 kWh of office/domestic power. It was demonstrated that the hybrid system with the lead-acid battery was the most optimal system to supply power to the case-study industrial plant, with an LOCE of 0.47 USD/kWh and an initial cost of 6.02 million USD. However, the hybrid system with the Li-ion battery will become more optimal than the system with the lead-acid battery if Li-ion batteries continue to become more affordable in less than five years. This system would decrease CO2 emissions by 1,060,133 kg every year as compared to the diesel system.

سيستم تركيبي تجديد پذير , پنل خورشيدي , توربين باد , باتري ها , كاهش آلايندگي , نرم افزار هومر

Hybrid renewable system , Photovoltaic panel , Wind turbine , Battery , pollution reduction , HOMER Software

Amin Jahed

Abolfazl Ahmadi