مقاله انگلیسی تجزیه و تحلیل فنی و اقتصادی سیستم های بادی (2020 الزویر)

در بیشتر کشورهای در حال توسعه ، سیستم تأمین برق بسیار غیرقابل اعتماد است. اتیوپی یکی از کشورهایی است که حداقل توسعه یافته در جهان است و سیستم توزیع موجود این کشور با قطع برق مکرر روبرو بوده است. در طی این وقفه ، دیزل ژنراتور بار بحرانی اکثر صنایع کشور را تأمین می کرد. در این مقاله امکان یکپارچه سازی سیستم های PV / باد قدرت در سیستم های غیر قابل اطمینان شبکه / دیزل ژنراتور برای تهیه بارهای مهم پارک های صنعتی در سه منطقه مختلف اتیوپی بررسی شده است. این مطالعه به چگونگی تهیه یک منبع قابل اعتماد با منابع مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست می پردازد. بر اساس تنوع بار ، وقفه در شبکه و داده های هواشناسی مناطق مورد مطالعه ، مدل سازی و تحلیل تکنیکی اقتصادی سیستم های PV / باد / دیزل متصل به شبکه با استفاده از نرم افزار HOMER Pro با بررسی چهار سناریوی مختلف که شامل در نظر گرفتن خاموشی های غیر برنامه ریزی شده انجام شده است. . نتایج نشان داد که سیستم // باتری // دیزل / PV / باتری برای هر سه منطقه آب و هوایی با هزینه انرژی به ترتیب 0.044 ، 0.049 و 0.048 $ / kWh به ترتیب از لحاظ فنی ، اقتصادی و زیست محیطی امکان پذیر است. همچنین دریافتند که برق بیش از حد ، هزینه انرژی و هزینه خالص فعلی با نفوذ PV کمی افزایش یافته است ، در حالی که تولید گازهای گلخانه ای CO2 برای این مناطق 45 درصد ، 44 درصد و 42 درصد نسبت به سیستم های موجود کاهش یافته است.

1. مقدمه

اتیوپی به خوبی با منابع انرژی تجدیدپذیر متنوعی برخوردار است و پتانسیل تولید بیش از 60،000 مگاوات انرژی الکتریکی را از منابع آبی ، خورشیدی ، بادی و زمین گرمایی دارد [1،2]. در حال حاضر ، این کشور تقریباً 4284 مگاوات ظرفیت تولید نصب شده برای خدمت به جمعیت حدود 105 میلیون نفر دارد [2،3]. از کل ظرفیت نصب شده ، 89٪ برق از نیروگاه برق تولید می شود [4]. حتی اگر این کشور دارای پتانسیل تولید برق قابل توجهی باشد ، با این وجود یکی از کمترین کشورهای برق دنیا با قطع شبکه های مکرر و طولانی مدت مشخص می شود. طبق یک گزارش [5] ، در اتیوپی 8.2 قطع برق در یک ماه معمولی با میانگین خاموشی به مدت 5.8 ساعت به طول انجامیده است. کلیه مشتریان صنعتی ، تجاری و مسکونی می توانند تحت تأثیر این قطع برق قرار بگیرند. به خصوص برای صنایع ، تحمل خاموشی چالش برانگیز است ، زیرا در طی نیم ساعت وقفه باعث از بین رفتن درآمد زیادی می شود. برای کاهش تأثیر منفی قطع شبکه بر مشتری ، در بسیاری از مناطق در سراسر جهان ، سایت درون شبکه ای به عنوان منبع تغذیه پشتیبان به یک دیزل ژنراتور مجهز شده است [6]. اکثر مناطق صنعت در اتیوپی نیز از ژنراتورهای دیزلی به عنوان پشتیبان استفاده می کنند [7]. با این حال ، احتراق دیزل برای تولید برق می تواند گازهای نامطلوبی ایجاد کند ، مانند دی اکسید کربن (CO2) ، مونواکسید کربن (CO) اکسیدهای ازت (NOx) ، دی اکسید گوگرد (SO2) و ذرات (PM) [8]. این گازها تأثیر مخربی بر محیط و زندگی آینده بشر دارند [9،10]

توجه؛ (این ترجمه توسط نرم افزار انجام شده و ویرایش نشده است و احتمال وجود اشتباه در آن وجود دارد. در صورت ثبت سفارش، ترجمه توسط مترجمین مجرب انجام خواهد شد. برای مشاهده نمونه ترجمه های تخصصی و اخیر مترجمین جهت اطمینان از کیفیت ترجمه، اینجا کلیک نمایید.)

Abstract

In most developing countries, the electricity supply system is highly unreliable. Ethiopia is one of the least developed country in the world, and the existing distribution system of the country has encountered frequent power interruptions. During this interruption, diesel generator supplied the critical load of most industries in the country. This paper examines the feasibility of integrating PV/wind power systems into existing unreliable grid/diesel generator systems for supplying the critical loads of industrial parks in three different regions of Ethiopia. The study focused on how to provide a reliable supply with cost-effective and environment-friendly resources. Based on load variation, grid interruption, and meteorological data of the study areas, modeling and techno-economic analysis of grid-connected PV/wind/diesel systems were carried out using HOMER Pro software by exploring four different scenarios involving the consideration of unscheduled outages. Results showed that grid//diesel/PV/battery systems are technically, economically, and environmentally feasible for all three climate regions with the cost of energy at 0.044, 0.049, and 0.048 $/kWh, respectively. Also found that excess electricity, cost of energy, and the net present cost is slightly increased with PV penetration, whereas the CO2 emissions for these locations decreased by 45%, 44%, and 42% compared to the existing systems.

1.Introduction

Ethiopia is well endowed with various renewable energy resources, and has a potential to generate more than 60,000 megawatts of electric power from hydro, solar, wind, and geothermal sources [1,2]. Currently, the country has approximately 4284 MW of installed generation capacity to serve a population of about 105 million people [2,3]. From the entire installed capacity, 89% of electricity is generated from hydropower [4]. Even though the country has significant electricity generating potential, it is still characterized by being one of the least electrified countries of the world with frequent and prolonged grid outages. According to a report [5], in Ethiopia, there are 8.2 electrical outages in a typical month with an average outage duration lasting 5.8 hours. All industrial, commercial and residential customers can be affected by this outage. Especially for industries, it is challenging to tolerate outages, since it causes much revenue loss within half an hour of interruption. To mitigate the negative impact of grid outage on the customer, in many locations around the globe, on-grid site was equipped with a diesel generator as a backup power source [6]. The majority of the industry zones in Ethiopia also use diesel generators as a backup [7]. However, the combustion of diesel for power generation can produce undesirable gasses, like carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO) nitrogen oxides (NOx), sulfur dioxide (SO2), and particulate matter (PM) [8]. These gasses have a detrimental impact on the environment and future human life [9,10]