مدل سازی سیستم هیبرید باد/خورشید و تحلیل اقتصادی آن در مراکز آموزشی مناطق سردسیر

در سالهای اخیر،کشورهای زیادی انرژی های تجدیدپذیر را در تولید انرژی الکترکیی مورد توجه قرار داده اند، علت گرایش فراوان کشورها به انرژی های تجدیدپذیر مزایای زیادی است که این انرژی ها به همراه دارند. در این راستا، پژوهش در زمینه انرژی های جایگزین و تجدیدشونده با هدف توسعه انرژی های تجدیدپذیر از اهمیت و جایگاه ویژه ای برخوردار است. از این رو، مراکزآموزشی و دانشگاه ها می توانند نقش مهمی در افزایش آگاهی عمومی از مزایا و برتری های این منابع انرژی و انتقال تکنولوژی انرژی های تجدیدپذیر در کشورها داشته باشند. با توجه به اهمیت آموزش و مراکز آموزشی و مصرف بسیار بالای انرژی در فضاهای آموزشی نظیر دانشگاه ها، اهمیت مدیریت انرژی و استفاده از منابع جایگزین برای تامین انرژی دو چندان می نماید. مکان هایی نظیر دانشگاه ها، مدارس، مراکز فرهنگی و ... علیرغم اینکه به صورت پاره وقت مورد استفاده قرار می گیرند، جزو اماکن پرمصرف انرژی به حساب می آیند. از طرفی با توجه به وجود پتانسیل فراوان جهت استفاده از انواع مختلف انرژی های تجدیدپذیر و همچنین ماهیت آموزشی این فضاها و اهمیت سرمایه گذاری در این مراکز، امری ضروری است. اگرچه دانشگاه ها توجه کمی به بحث انرژی نشان می دهند اما محدودیت بودجه عمومی دانشگاه ها، فرصتی ایجاد میک ند که مدیریت مصرف انرژی و کاهش هزینه های مصرف انرژی از سوی مسئولان به عنوان یک اولویت در نظرگرفته شود. در پژوهش حاضر، از بین انرژی های تجدیدپذیر، استفاده از انرژی باد و خورشید را مورد توجه قرار داده ایم چرا که این انرژی ها تقریبا مکمل کیدیگر می باشند و می توان انتظار داشت که سیستم هیبریدی سلول خورشیدی و توربین بادی نسبت به هریک از سیستم ها از قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار باشد و بطور وسیع و مناسبی نیازهای شبکه را تامین کند. در این پژوهش به مدل سازی یک سیستم هیبریدی فتوولتاییک/ باد/ دیزل ژنراتور برای تامین برق دانشگاه وینیپگ ، استان مانیتوبا، کانادا به عنوان یک مرکز آموزشی در یک منطقه سردسیر پرداخته ایم. در این مطالعه ،برای بهینه سازی و تعیین امکان سنجی سیستم، از نرم افزار شبیه سازی Homer استفاده شده است و نتایج مدل سازی به ازا شرایط متغیر ارائه می شود و در نهایت به تحلیل و بررسی اقتصادی سیستم پرداخته می شود. پیکربندی های سیستم های مختلف ، بررسی و مقایسه شد تا در بین آنها سیستم بهینه، از نظر اقتصادی و زیست محیطی معرفی شود. برای شهر وینیپگ، متوسط سالانه تابش خورشید ۳۶ / ۴ (day/kWh/m(۲ و متوسط سرعت باد سالانه ۹۱ / m/s ۴ و همچنین میانگین بار سالانه ۵/ MWh/d ۲ با حداکثر تقاضای kW ۲۶۰ در نظر گرفته شد. از لحاظ هزینه فعلی خالص (NPC) و هزینه انرژی (COE) برای استفاده در ساختمان یک دانشگاه، نتایج نشان می دهد که یک سیستم قدرت هیبرید بهینه فتوولتائیک / باد / دیزل ژنراتور / باطری را می توان با داشتن خصوصیات زیر بررسی کرد: شامل kW ۱۵۰ آرایه فتوولتاییک، ۱۰ توربین بادی، kW ۲۰۰ دیزل ژنراتور، ۱۰۰ عدد باطری که هر کدام ۹۹ / ۳ ساعت را پوشش می دهد و kW ۱۰۰ مبدل. این سیستم دارای کل هزینه فعلی خالص ۵،۷۰۱،۷۰۶ $ و هزینه انرژی kWh/$ ۰/۴۸۸ می باشد. نتایج به دست آمده با نرم افزار Homer نشان می دهد که یک سیستم هیبریدی فتوولتاییک/ باد/ دیزل ژنراتور/ باطری،کمترین هزینه و بالاترین بهره وری از سیستم در نظر گرفته شده را دارد. با دستیابی به تولید انرژی با استفاده از ۵۴ ٪ انرژی های تجدید پذیر، سیستم نیز کاهش انتشار آلاینده ها، در نتیجه کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کند.

Keywords:

نرم افزار Homer , سیستم های هیبریدی انرژی , انرژی های تجدیدپذیر , تابش خورشید , سرعت باد