شبیه سازی ترمودینامیکی یک سیستم هیبریدی توربین باد و پیل سوختی با کاربرد در یک سیستم مستقل از شبکه

هدف از ارائه این مقاله شبیه سازی ترمودینامیکی یک سیستم هیبریدی توربین باد و پیل سوختی پلیمری مستقل از شبکه برای به کارگیری در چهار شهر تهران، مشهد، منجیل و زابل می باشد. با توجه به اهمیت پیل سوختی در کاهش نوسانات توان خروجی توربین بادی و همچنین انعطاف پذیری سیستم هیبریدی در مقابل تغییرات شرایط جوی و نوسانات توان مصرفی، از چند پیل سوختی و الکترولایزر با توان مناسب جهت به کارگیری در سیستم هیبریدی استفاده شده است. هدف اولیه این پژوهش این است که توربین بادی تا چه حدی می-تواند پاسخگوی توان مصرفی واحدهای مسکونی باشد و در صورت عدم تامین توان لازم برای تعداد واحدهای بالاتر چند پیل سوختی و الکترولایزر مورد نیاز است. نتایج بیانگر آن است که سیستم هیبریدی برای شهر تهران، برای تعداد واحدهای کم قادر به تامین توان مصرفی می باشد، این در حالیست که برای شهر منجیل و زابل تعداد واحدهای تحت پوشش به صورت چشمگیری افزایش می یابد. همچنین به دلیل سرعت پایین باد در شهر مشهد، سیستم هیبریدی به هیچ عنوان پاسخگوی توان مصرفی واحدهای معرفی شده نمی باشد. نتایج بیانگر این مساله است که با افزایش تعداد واحدهای مسکونی، سهم تامین توان توسط پیل سوختی افزایش می یابد. سیستم هیبریدی پیشنهادی برای شهرهای تهران، منجیل و زابل به ترتیب تا 6، 68 و 34 واحد مسکونی قادر به تامین توان مصرفی بوده و برای این تعداد واحد مسکونی سهم پیل سوختی به ترتیب 10/2، 11/3 و 8/31 درصد از توان تولیدی می باشد. همچنین هزینه راه اندازی سیستم هیبریدی معرفی شده در مقایسه با نیروگاه های سیکل ترکیبی با سوخت فسیلی تقریبا یکسان می باشد.

Keywords:

سیستم هیبریدی , واحد مسکونی , توربین بادی , پیل سوختی , الکترولایزر