بخشی از مقاله
چکیده
در این بخش، بر روی پارامترهای مختلفی مثل نرخ بهره، قیمت توان خریداری شده از شبکه اصلی، قیمت سوخت، سرعت باد، شدت تابش خورشید، و دمای هوای ریزشبکه هیبریدی که در بخش اول این مقاله برای روستای بیشه از توابع شهرستان خرم آباد در حالت متصل به شبکه اصلی و به صورت بهینه طراحی شده، آنالیز حساسیت انجام و نتایج بدست آمده با هم مقایسه خواهد شد.
جهت انجام آنالیز حساسیت از نرمافزار HOMER استفاده شده است. با بررسی نتایج درمییابیم که در شرایطی که قیمت سوخت به قیمتهای جهانی نزدیک میشود و یا نرخ بهره بالا باشد استفاده از منابع تجدیدپذیر بهصرفهتر از میکروتوربین است، همچنین در شرایطی که نرخ خرید توان از شبکه اصلی مطابق قیمتهای جهانی باشد، تولید توان با استفاده از میکروتوربین به همراه منابع تجدیدپذیر بهصرفهتر از خرید توان از شبکه اصلی است و در این شرایط ریزشبکه تمایلی به خرید توان از شبکه اصلی ندارد.
-1 مقدمه
کشورها در روند توسعه خود نیاز به افزایش انرژی دارند وضرورتاً میبایست در برنامهریزی توسعه خود جایگاه ویژهای را برای تأمین انرژی در نظر داشته باشند. استفاده گسترده از منابع انرژی فسیلی ضمن ایجاد مواد آلاینده، کاهش سریع این منابع را منجر گردیده است. لذا بایستی گرایش به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر به دلایلی همچون تجدیدپذیر بودن، در دسترس بودن، آلودگی کمتر و مهمتر از همه توسعه پایدار اقتصادی مورد توجه ویژه قرار گیرد.
رشد روزافزون استفاده از منابع تجدیدپذیر باعث به وجود آمدن مفاهیم تولیدات پراکنده و ریزشبکهها شده است. منابع تولید پراکنده، منابع تولید انرژی الکتریکی هستند که به طور مستقیم به شبکه توزیع یا به مصرف کننده متصل میشوند و به صورت محلی مورد استفاده قرار میگیرند. در سالهای اخیر، با توجه به افزایش روز افزون نرخ سوختهای فسیلی، فناپذیر بودن آنها و همچنین افزایش آلودگیهای زیست محیطی، محققان مطالعات بسیاری را در زمینه تولید انرژی الکتریکی توسط منابع انرژی تجدیدپذیر و پاک انجام دادند.
امروزه سیستمهای هیبرید انرژی به یکی از امید بخشترین راه حلها برای مرتفع کردن نیاز برق مناطق مختلف تبدیل شده است. با توجه به ناپیوسته بودن انرژی تولید شده توسط منابع تجدیدپذیر، در عمل ثابت شده ترکیبی از این انرژیهای تجدید پذیر می-تواند راه حل مناسبی جهت تولید انرژی الکتریسیته در شرایط مختلف جوی باشد و با ترکیب مناسب این منابع میتوان به سیستم تولیدی مقرون به صرفه، پاک و مطمئن رسید امروزه استفاده از انرژیهای هیبریدی به دلیل افزایش قیمت سوخت فسیلی مسئله-ای رایج و نو در دنیا محسوب میشود.
Zong Woo Geem در [1] روشهای شاخه وکران 1 - B&B - و گرادیان کاهش یافته عمومی - 2 - GRG را برای طراحی بهینه یک سیستم هیبرید متشکل از پنلهای فتوولتائیک و توربین بادی بکار برده است. در این مقاله ابتدا متغیرهای عدد صحیح بوسیله روش B&B انتخاب شدهاند سپس روش GRG برای یافتن راهحل بهینه بکار برده شده است. با انجام بهینهسازی و با توجه به اینکه هزینه توربینهای بادی ارزانتر از پنلهای خورشیدی است الگوریتم بهینهسازی بکار برده شده در این مطالعه فقط توربین بادی را انتخاب میکند.
Hakimi و Moghaddas-Tafreshi در [2] یک روش هوشمند برای تعیین سایز سیستم قدرت هیبرید بطوریکه بار یک دهکده در کهنوج واقع در جنوب شرقی ایران با جمعیت 2000 نفر را تأمین کند ارائه کردهاند. اجزاء ریزشبکه تحت مطالعه شامل پیل سوختی، توربین بادی، الکترولیزر، جبرانگر، مبدل AC/DC، راکتور و تانک هیدروژن بوده و با استفاده از الگوریتم بهینه-سازی ذرات اندازه بهینه این اجزاء تعیین شده است. نتایج این مطالعه نشان میدهد که سیستم هیبرید متشکل از توربین بادی و پیلسوختی برای این منطقه مناسبترین ترکیب است.
Bhattacharyya در [3] روشهای متفاوت برقرسانی به نواحی که دور از شبکه اصلی برق هستند و باید بصورت مستقل از شبکه برای آنها برق تأمین شود را بررسی میکند و نقاط قوت و ضعف هر روش را بیان میکند. در این مقاله روشهایی که برای بهینهسازی سیستمهای مستقل از شبکه وجود دارد نیز معرفی شدهاند که از میان آنها میتوان به برنامهریزی خطی، برنامهریزی هندسی، برنامهریزی عددصحیح، برنامهریزی دینامیک، برنامهریزی تصادفی، برنامه-ریزی چندهدفه، برنامهریزی هدف و روشهای هیبرید اشاره کرد.
Erdinc و Uzunoglu در [4] چندین روش تعیین سایز تجهیزات شامل نرمافزارهای در دسترس و تکنیکهای بهینهسازی متفاوت را معرفی کردهاند. آنها همچنین تکنیکهای بهینهسازی مثل الگوریتم ژنتیک، بهینهسازی حرکت جمعی ذرات، سرد شدن فلزات، برنامهریزیخطی، شبکههای عصبی، روشهای تصادفی، تکراری، احتمالاتی، پارامتری، عددی و غیره و نرمافزارهایی مثل HYBRID 2, HOMER و غیره را معرفی کردهاند.
Sandeep Lal و همکارش در [5] با استفاده از نرمافزار HOMER یک بهینهسازی و آنالیزحساسیت برای یک ریزشبکه هیبرید واقع در جزیرههای فیجی شامل پنلهای فتوولتائیک، توربین بادی و دیزل ژنراتور ارائه کردهاند. این مطالعه نشان میدهد که برای محل انتخاب شده اگر هیچ کمبود ظرفیتی مجاز نباشد بهینهترین سیستم از 200kW پنل فتوولتائیک، 170kW دیزل ژنراتور و باتری تشکیل شده است. با مجاز بودن 10% کمبود ظرفیت، یک سیستمکاملاً مبتنیبر انرژی تجدیدپذیر پیشنهاد میشود.
Bekele و همکارش در [6] امکان تأمین بار نواحی مختلف توسط یک سیستم هیبرید متشکل از توربین بادی، پنلهای فتوولتائیک، توربین آبی را بررسی میکنند. آنها روی قیمت دیزل و هزینه سرمایهگذاری اولیه پنلهای فتوولتائیک و هزینه جایگزینی آنالیز حساست انجام دادهاند. نتایج آنالیز حساسیت ترکیبهای متفاوت بهینه و عملی را با سطوح متفاوت از نفوذ منابع تجدیدپذیر و جمع NPC مشخص می-کند.
Saheb-Koussa و همکارانش در [7] یک سیستم هیبرید متشکل از توربین بادی و پنلهای فتوولتائیک را در حالت متصل به شبکه اصلی برای یک محیط بیایانی طراحی کردهاند. تعیین سایز بهینه هر یک از تجهیزات سیستم توسط نرمافزار HOMERانجام شده است. آنها با آنالیز حساسیت روی سرعت باد و شدت تابش خورشید نشان دادند که با افزایش سرعت باد آلودگیها به شدت کاهش و درصد نفوذ انرژیهای تجدیدپذیر به شدت افزایش مییابد.
Shafiqur Rehman و همکارانش در [8] برای یک روستا در عربستان یک سیستم هیبرید انرژی متشکل از دیزل ژنراتور، توربین بادی و پنل فتوولتائیک طراحی کردهاند. نتایج حاصل از شبیهسازی نشان میدهد که این ترکیب مقرون به صرفهترین ترکیب برای تأمین بار میباشد. همچنین در این مقاله نتایج حاصل از آنالیز حساسیت نشان میدهد که برای هر 0/5 m/s کاهش سرعت باد، تولید انرژی توسط توربین بادی 5% کاهش خواهد داشت، همچنین با کاهش سرعت باد هزینه تأمین انرژی و میزان نفوذ منابع تجدیدپذیر نیز به صورت خطی کاهش خواهند یافت.
در بخش اول اینپژوهش که قبلاً انجام شده با استفاده از نرمافزار HOMER برای روستای بیشه واقع در بخش سپیددشت شهرستان خرمآباد یک ریزشبکه هیبرید در حالت متصل به شبکه اصلی به صورت بهینه طراحی شد. نتایج شبیهسازی گویای این مطلب است که ریزشبکه بهینه شامل 50 kW پنل فتوولتائیک، و 30 kW مبدل است. از آنجایی که نرم افزار HOMER قادر است تا برای متغیرهایی با عدم قطعیت آنالیز حساسیت را انجام دهد، در واقع نرمافزار این امکان را به ما میدهد تا تأثیر تغییر یک متغییر را بر کل سیستم بررسی کنیم، لذا در این مقاله که بخش دوم همان پژوهش است با انجام آنالیز حساسیت بر روی نرخ بهره، قیمت توان خریداری شده از شبکه اصلی، قیمت سوخت، سرعت باد، شدت تابش خورشید و دمای هوا نتایج شبیهسازی ریزشبکه هیبرید در حالت متصل به شبکه که قبلاً برنامهریزی شده بود را بررسی کرده و سپس نتایج بدست آمده را با هم مقایسه میکنیم.
