بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به نیاز روزافزون جهان به انرژی و همچنین محدود بودن منابع انرژی فسیلی، ضرورت استفاده از انرژی های تجدیدپذیر را بیش از پیش نمایان می کند، همچنین جهت غلبه بر تناوبی بودن منابع انرژی تجدیدپذیر نظیر خورشید و باد، گسترش سیستم انرژی ترکیبی پیشنهاد می گردد که در آن می توان انرژی الکتریکی اضافی را تبدیل و ذخیره نمود.
در این مقاله به بررسی اقتصادی و دستیابی به سیستم تولید انرژی بهینه از نظر قیمت تمام شده برق تولیدی، جهت مناطق دور ازشبکه سراسری برای مناطق روستایی پرداخته شده است.سیستم مورد بررسی شامل منابع انرژی به صورت ترکیبی”آرایه های فتوولتاییک، دیزل ژنراتور، توربین بادی و باتری“می باشد ؟مدل سازی، بهینه سازی و آنالیز حساسیت نسبت به سه پارامترمتوسط سرعت باد و شدت تابش خورشید و قیمت سوخت در ایران و قیمت جهانی برای روستای مزرعه کلانتر از توابع شهرستان میبد در استان یزد، توسط نرم افزار 5Homer انجام شده است؟
.1 مقدمه
انرژی پیش نیاز اولیه پیشرفت و توسعه در جهان امروز است؟ کشور ما از غنی ترین کشورها از نظر ذخائر سوخت فسیلی است و باید در مصرف آن صرفه جویی و همانند کشورهای پیشرفته گام برداشت[1]؟انتظار می رود در دو دهه آینده مصرف انرژی رشدی حدود 57% داشته باشد؟ شکل“1” رشد شدید انرژی الکتریکی را در سه دهه گذشته و پیش بینی آن را در دو دهه آینده نشان می دهد
گسترش جوامع انسانی و توسعه صنعتی جوامع مختلف، نیاز به منابع انرژی درحال افزایش است، ازسویی دیگر منابع فسیلی درجهان رو باتمام هستند، از این رو درسالهای گذشته تمایل به استفاده از منابع نوین وتجدیدپذیر رو به افزونی گذاشته است
گروهی از سیستم های تولید برق که از منابع مختلف انرژی تغذیه می شوند و به صورت ترکیبی و مکمل با یکدیگر کار می کنند،به عنوان سیستم های هیبریدی - ترکیبی - شناخته می شوند;این سیستم ها نسبت به سیستم های که از یک منبع برای تولید برق استفاده میکنند از قابلیت اطمینان بالا تری برخوردار هستند.[4]وجود دیزل ژنزاتور در یک سیستم هیبریدی باعث بالا رفتن قابلیت اطمینان در تولید انرژی مورد نیاز خواهد شد
در این مقاله شبیه سازی و بهینه سازی سیستم ترکیبی ، توسط نرم افزار Homerانجام شده است.این نرم افزار توسط سازمان بین المللی انرژی تجدید پذیر تولید و گسترش داده شده است؟این نرم افزار نیاز به داده های منابع انرژی مانند نوع اجزاء سیستم ، تعداد اجزاء ، هزینه ها، بازده ، طول عمر ، قیود اقتصادی و روشهای کنترلی داردب1ب؟عمر سیستم تولید انرژی 10 سال در نظر گرفته شده است،هزینه ها شامل هزینه سرمایه گذاری، هزینه بهره برداری، تعمیر و نگهداری سیستم تولید انرژی می باشد ؟قیمتها و تجهیزات در نظرگرفته شده همگی واقعی و از نظر تجاری در دسترس می باشند
یکی ازتحلیل های اقتصادی که با استفاده از نرم افزار Homer انجام شده است و مورد مطالعه قرارگرفته و بعنوان الگو برای شبیه سازی استفاده شده است.
.2 معرفی شرایط جغرافیایی منطقه مورد مطالعه
روستای مزرعه کلانتر از توابع بخش مرکزی شهرستان میبد با مختصات جغرافیایی 54 درجه و 6 دقیقه طول شرقی و 32 درجه و 11 دقیقه عرض شمالی، در 11 کیلومتری جنوب شرقی میبد و 36 کیلومتری شهر یزد قرار گرفته است. طبق آمار،این روستا دارای 20 خانوار جمعیت می باشد اما در واقع تنها حدود 10 خانوار به طور دائم در این روستا حضور دارند،این روستا از شمال به مزرعه رفیع آباد و از جنوب به مزرعه قاسم آباد محدود میشود. ارتفاع روستای مزرعه کلانتر از سطح دریا در حدود 1102 متر است و اقلیمی گرم و خشک دارد، شکل - 1 - موقیعت جغرافیایی روستای مزرعه کلانتر در استان یزد را نشان میدهد.
شکل - - 1 - موقیعت جغرافیایی روستای مزرعه کلانتر در استان یزد
.3 منابع انرژی خورشید و باد و میزان تقاضا بار مصرفی
خورشید و باد جزء منابع تجدیدپذیر می باشند که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته اند. برای انتخاب منطقه جغرافیایی از کشور ایران با توجه به اطلاعات تابش خورشید و شدت وزش باد در شهرستانهای کشور توسط پایگاه داده های ایستگاه هوا سنجی سازمان هوا فضا - سانا - استفاده شده است .بدین صورت که در ابتدا با توجه به شکل - 2 - که دسته بندی نواحی مختلف کشور را از لحاظ تابش خورشید نشان می دهد، نقاط جنوبی و مرکزی ایران که با علامت - - نشانه گذاری شده اند، انتخاب شد
شکل - - - 2 پتانسیل انرژی خورشیدی در کشور ایران
-1-3شدت تابش خورشید
میزان متوسط تابش سالیانه در منطقه مذکور5,33 kWh/m^2/d می باشد. . همچنین مقدار15 ,3 kWh/m^2/d نیز برای انجام تحلیل حساسیت به کار برده شده است.شکل - 3 - میزان تابش خورشید و میزان ابرناکی در منطقه مورد مطالعه در ماه های مختلف سال را نشان می دهد
شکل - - - 3 میزان تابش سالیانه خورشید و میزان ابرناکی منطقه
-2-3میزان سرعت باد
با توجه به اطلس ارائه شده در سامانه انرژ یهای نو ایران - سانا - برای منطقه مورد مطالعه، سرعت باد بطور میانگین سالانه، 2,33m/s در نظر گرفته شده است. همچنین مقدار7m/s نیز برای تحلیل حساسیت به کار برده شده است. در این محاسبات ضریب خود همبستگی 0,85 و ضریب اعوجاج 2 در نظر گرفته شده است.شکل - - 4 پروفیل و جدول میزان سرعت باد در ماههای مختلف سال نشان میدهد.
