ارزیابی فنی و اقتصادی نحوه تامین انرژی مصرف کنندگان از طریق سامانه تولید همزمان برق و حرارت همراه با سلول های خورشیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد برق-قدرت، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار گروه برق-قدرت، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

امروزه استفاده از سامانه های تلفیقی(هیبرید) تامین انرژی به دلیل کاهش تلفات الکتریکی و حرارتی، کنترل هر چه بهتر منابع تولید پراکنده به منظور تغذیۀ بهتر بارهای سیستم، کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی و افزایش قابلیت اطمینان تامین بار حتی در زمان بروز خطا، رو به افزایش است. در این پژوهش، روشی بهینه و اقتصادی به منظور طراحی سیستم هیبرید تامین انرژی مبتنی بر منابع CHP و منابع فتوولتاییک برای تامین همزمان برق و حرارت مورد نیاز مصرف کنندگان با در نظر گرفتن هزینه های مختلفی نظیر هزینه سرمایه گذاری اولیه، هزینه بهره برداری، هزینه سوخت، هزینه تعمیر و نگهداری و قیود فنی مختلف نظیر محدودیتهای تولید هر منبع، تبادل توان با شبکه بالادست و حفظ تعادل توان ارائه شده است. برای حل مسئله بهینه سازی حاصله از الگوریتم وراثت(ژنتیک) به خاطر توانایی مناسب آن در حل مسائل پیچیده با تعداد متغیر زیاد، استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که در طراحی سیستم مورد نظر برای تامین برق و حرارت، سیستم متصل به شبکه نسبت به دو حالت دیگر هزینه بهره برداری کمتری را می طلبد و امکان تبادل توان با شبکه بالادست به دلیل خرید توان الکتریکی مورد نیاز از شبکه در صورت کمبود تولید پنل های فتوولتاییک و فروش توان به شبکه در ساعات کم باری سیستم و مازاد تولید و همچنین در ساعات پیک شبکه بالادست که قیمت برق بالاتر است، هزینه های سیستم را به طرز چشمگیری کاهش می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


- مراجع
[1] T. S. Ustun, C. Ozansoy, A. Zayegh, Recent developments in microgrids and example cases around the world: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 15, pp. 4030-4041, 2011.
[2] H. Aalami, H. Ramezani,  Presentation of a New Algorithm for the Operation of DG Resources in Electrical Interconnection Grids over the Critical Conditions, Passive Defence Sci. & Tech, Vol. 3, pp. 231-241, 2012. (In Persian)
[3] M. Shaaban, Y. Atwa, E. El-Saadany, A MultiObjective Approach for Optimal DG Allocation, 2nd International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems (EPECS), pp. 1-7, 2011.
[4] R. Swisher, C. De Azua, J. Clendenin, Strong winds on the horizon: wind power comes of age, Proceedings of the IEEE, Vol. 89, No. 12, 1757-1764, 2001.
[5] D.E. Villarroel, M. Klein, High Efficiency Combined Heat and Power Solutions, EIC Climate Change Technology Conference IEEE, pp. 1-11, 2006.
[6] Qi. Zhang, Y. Tian, W. Liu, T. Du, J. Cai, Development the Combined Heat and Power in Process Industry for Improving Energy Utilization Efficiency, Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), pp. 1-4, 2010.
[7] J. Knowles, Overview of small and micro combined heat and power (CHP) systems, A volume in Woodhead Publishing Series in Energy, pp. 3–16, 2011.
[8] P. Agrawal, Microgrid Research at DOE, Symposium on Microgrids, Berkeley, 2005.
[9]  M. H. Bollen, F. Hassan, Integration of Distributed Generation in the Power System, Wiley-IEEE Press, 2011.
[10] G. Thomas, B. Hedman, F. Zalcman, Creating Markets for Combined Heat and Power and Clean Distributed Generation in New York State, Environmental Monitoring, Evaluation and Protection in New York: Linking Science and Policy, Vol. 123, No. 3, pp. 451-462, June 2003.
[11] R. Easow, P. Muley, Micro-Trigeneration: The Best Way for Decentralized Power, Cooling and Heating, Innovative Technologies for an Efficient and Reliable Electricity Supply (CITRES), 2010 IEEE Conference, pp. 459-466, 2010.
[12] M. Khurum Abbas, Qadeer-ul-Hasan, Economic Power Generation for an off-grid site in Pakistan, Power Generation System and Renewable Energy Technologies 2015.
[13] R.Ghafarpour, A. Jam, A. M. Ranjnar, Selecting the optimal combination of distributed generation resources to increase energy security in defense sites with a passive defense approach,  New defense sciences and technologies, Vol. 3, 2016.
[14] S. y. Obara, S. Watanabe, B. Rengarajan, Operation method study based on the energy balance of an independent microgrid using solar-powered water electrolyzer and an electric heat pump, Energy, vol. 36, pp. 5200-5213, 2011.
[15] Z. Wu, W. Gu, R. Wang, X. Yuan, and W. Liu, Economic optimal schedule of CHP microgrid system using chance constrained programming and particle swarm optimization, in Power and Energy Society General Meeting IEEE, pp. 1-11, 2011.
[16] D. Sharma, K. Bhattacharya, A planning model for investor firms in the generation sector and financial analysis, IEEE Power & Energy Society, 26-30 July 2009.