طراحی سیستم ترکیبی خورشیدی- بادی برای تأمین انرژی الکتریکی در یک ساختمان در کرمانشاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه آموزشی مهندسی شیمی، دانشکده نفت و مهندسی شیمی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

با توجه به نیاز روزافزون به انرژی و منابع محدود فسیلی، بهترین راه برای غلبه بر تناوبی بودن منابع تجدیدپذیر، استفاده از سیستم‌های ترکیبی است. در این تحقیق، عملکرد سیستم ترکیبی بادی – فتوولتاییک جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز یک ساختمان بزرگ اداری در شهر کرمانشاه مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از میانگین مصرف برق، بار الکتریکی مورد نیاز در تمام ماه‌های سال برابر kWh 178000 درنظر گرفته می‌شود. با استفاده از متوسط سرعت باد در ساعات شبانه روز در ماه‌های سال، توابع توزیع ویبول و ریلی رسم شده‌اند. همچنین، توان هر توربین بادی با استفاده از داده‌های سرعت باد محاسبه و انرژی سالیانه هر توربین به‌دست آمد. میزان متوسط ماهانه تابش روزانه با استفاده از روابط انرژی خورشیدی محاسبه شده، سپس با توجه به کل انرژی مورد نیاز سالیانه، برای چند انتخاب مختلف از مساحت صفحات خورشیدی، انرژی باد مورد نیازسالیانه تعیین شده است. در نهایت، با استفاده از مشخصات فنی چند توربین متفاوت، نوع و تعداد توربین مورد نیاز براساس انتخاب سطح صفحات خورشیدی مشخص شده و عملکرد سیستم ترکیبی شامل m2 300 صفحات خورشیدی و یک توربین بادی 20 کیلوواتی برای تامین انرژی الکتریکی در این ساختمان مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 

[1]  M.A. Elhadidy, S.M. Shaahid, Feasibility of hybrid (wind + solar) power systems for Diiahran, Saudi Arabia, Renewable Energy, Vol. 16, pp. 97-976, 1999.

[2]  S.A. Kaabeche, M. Belhamel, R. Ibtiouen, Techno-economic evaluation and optimization of integrated photovoltaic/wind energy conversion system, Solar Energy, Vol. 85, pp. 2407–2420, 2011.

[3]  S. Dihrab, K. Sopian, Electricity generation of hybrid PV/wind systems in Iraq, Renewable Energy, Vol. 35, pp. 1303–1307, 2010.

[4]  C. Li, X. Ge, Y. Zheng, C. Xu, Y. Ren, C. Song, C. Yang, Techno-economic feasibility study of autonomous hybrid wind/PV/battery power system for a household in Urumqi, China, Energy, Vol. 55, pp. 263-272, 2013.

[5]  W. Zhou, C. Lou, Z. Li, L. Lu, H. Yang, Current status of research on optimum sizing of stand-alone hybrid solar–wind power generation systems, Applied Energy, Vol. 87, pp. 380–389, 2010.

[6]  G. Bekele, B. Palm, Feasibility study for a standalone solar–wind-based hybrid energy system for application in Ethiopia, Applied Energy, Vol. 87, pp. 487–495, 2010.

[7]  P. Nema, R.K. Nema, S. Rangnekar, A current and future state of art development of hybrid energy system using wind and PV-solar: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 13, pp. 2096–2103, 2009.

 [8] Synoptic meteorological data, Kermanshah Regional Meteorology Office, 2015.

[9]  F. James, J.G. Manwell, L.R. Anthony, Wind Energy Explained: Theory, Design and Application, New York: John Wiley & Sons, 2002..

[10] M. Zolfaghari, P. Ghiabi, M.N. Hashemi, J. Sepehri, Assesment of wind force density in Markazi province, Proceedings ofThe 14th Geophysics Conference of Iran, Tehran, Iran, pp. 202-206, May 2010. (in Persianفارسی)

[11] J. Wen, Y. Zheng, F. Donghan, A review on reliability assessment for wind power, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 13, pp. 2485–2494, 2009.

[12] J.A. Duffie, W.A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, New York: John Wiley & Sons, 1990.

[13] J. Ghaemmaghami, E. Azad, H. Panahandeh, F. Geola, Solar Energy, Vol. 1 & 2, Tehran University, 2004. (in Persianفارسی)

[14] Available on: www.naftkala.com/companyprofile.aspx?cid=1442