طراحی بهینه و تحلیل فنی اقتصادی یک سیستم قدرت هیبریدی برای برق پایدار در مناطق روستایی: مطالعه موردی

امروزه تامین انرژی پایدار برای مناطق دورافتاده به یکی از چالش های اساسی در سطح جهانی تبدیل شده است. در این راستا، استفاده از سیستم های هیبریدی انرژی مبتنی بر منابع تجدیدپذیر به عنوان راهکاری عملی و اقتصادی مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش حاضر به بهینه سازی چندهدفه یک سیستم انرژی هیبریدیشامل پنل های فتوولتائیک، توربین های بادی، دیزل ژنراتور و باتری ها برای تامین برق یک روستای نمونه می پردازد. اهداف طراحی شامل حداقل سازی هزینه های سیستم، حداکثرسازی قابلیت اطمینان و کاهش انتشار کربن دی اکسید است. بهینه سازی با استفاده از نرم افزار هومر پرو و دو استراتژی مدیریت انرژی انجام شده است. در این مطالعه، علاوه بر تحلیل های فنی، اقتصادی و زیست محیطی، سه تحلیل حساسیت جامع نیز بر روی قیمت سوخت، شدت تابش خورشیدی و سرعت باد صورت گرفته است تا پایداری و انعطاف پذیری سیستم پیشنهادی در مواجهه با تغییرات پارامترهای کلیدی سنجیده شود. نتایج نشان می دهد که سیستم ترکیبی باد، خورشید، دیزل ژنراتور و باتری نسبت به سایر پیکربندی ها از نظر اقتصادی و زیست محیطی برتری دارد و هزینه انرژی و هزینه خالص فعلی آن به ترتیب ۰.۱۹۱ دلار بر کیلووات ساعت و ۴.۶۵ میلیون دلار به دست آمد. همچنین، تحلیل حساسیت نشان داد که افزایش قیمت سوخت و تغییرات منابع تجدیدپذیر می تواند بر انتخاب بهینه اجزای سیستم و سهم هر منبع تاثیرگذار باشد. در نهایت، استفاده از سیستم هیبریدی پیشنهادی نسبت به سیستم کاملا دیزلی، به طور میانگین موجب کاهش بیش از ۷۳ درصدی انتشار کربن­دی اکسید می شود و پایداری بیشتری را در تامین انرژی مناطق دورافتاده فراهم می آورد.

کلیدواژه ها:

بهینه&shy ، ، ، سازی ، سیستم&shy ، ، ، های قدرت ترکیبی ، سیستم خورشیدی-بادی-دیزل ، تحلیل فنی - اقتصادی ، برق رسانی پایدار