بهینه سازی تعداد پنل های خورشیدی سیستم فتوولتاییک در خانه های هوشمند

افزایش تقاضای انرژی و همچنین چالش های محیط زیستی بهینه سازی مصرف انرژی در بخش های مسکونی با سهم ۳۳.۲ درصدی در ایران را به یک ضرورت حیاتی جهت مدیریت بحران انرژی و قطعیت های مکرر برق و آلودگی محیط زیست تبدیل کرده است. در این پژوهش یک مدل ریاضی عدد صحیح تصادفی دو مرحله ای جهت تعیین تعداد بهینه پنل های خورشیدی با ارائه برنامه زمان بندی مصرف انرژی لوازم خانگی هوشمند توسعه داده شده. در این تحقیق عوامل فنی، محیطی و اقتصادی از جمله فضای نصب، آلودگی هوا، هزینه پنل خورشیدی و قیمت انرژی در نظر گرفته شده است. از عوامل مهم غیرقطعی توان تولیدی سلول خورشیدی در روزهای مختلف سال در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه توان تولیدی توسط پنل های خورشیدی در روزهای مختلف سال متفاوت است و توان تولیدی هر روز به عنوان یک سناریو در نظر گرفته می شود، بنابراین از روش تبدیل مدل ریاضی تصادفی به مدل ریاضی سناریو محور، مدل پیشنهادی توسط نرم افزار GAMS حل شده است. با توجه به اینکه تعداد ۳۶۵ سناریو حل مدل پیشنهادی زمان زیادی لازم دارد، از روش کاهش سناریوها با استفاده از روش میانگین گیری استفاده شده است و تعداد سناریوها به تعداد ۱۲ عدد ماهانه کاهش داده شده است. نتایج نشان می دهد که در کشورهای با قیمت بالای انرژی مانند آلمان نصب ۱۵ تا ۷۶ پنل خورشیدی توجیه اقتصادی دارد، اما در ایران به دلیل قیمت یارانه ای، انرژی حداکثر ۱۱ پنل مقرون به صرفه است. افزایش آلودگی هوا تعداد پنل را افزایش می دهد، همچنین مدیریت هوشمند لوازم خانگی تا ۲۵ درصد از هزینه ها می کاهد.

کلیدواژه ها:

سیستم های فتوولتاییک ، خانه های هوشمند ، بهینه سازی انرژی ، برنامه ریزی تصادفی ، مدیریت انرژی خانگی