مدل سازی تامین برق روستایی از سوخت های فسیلی – خبرگزاری مهر

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه تهران، دکتر علی بخش کسائیان دانشیار دانشکده علوم و فناوری های نوین دانشگاه تهران در پژوهشی جدید به ارزیابی استفاده از سیستم های هیبریدی برای تامین برق پرداخت. به مناطق دور افتاده در زمینه فنی. و ارزیابی اقتصادی

به گفته دکتر کسائیان، با توجه به دشواری و هزینه توسعه خطوط انتقال شبکه سراسری برق در مناطق محروم و دورافتاده، سیستم های ترکیبی انرژی های تجدیدپذیر در حال حاضر به عنوان یک راه حل موثر برای تامین برق، برق مستقل از شبکه سراسری برق دیده می شود. . این سیستم ها مبتنی بر تولید همزمان چندین منبع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد هستند که به همراه سیستم های ذخیره سازی می توانند بر ماهیت متناوب منابع تجدیدپذیر غلبه کنند و انرژی را با قابلیت اطمینان بالا و به صورت مقرون به صرفه تامین کنند.

کسائیان در مقدمه این تحقیق گفت: در این تحقیق که در قالب پایان نامه دکتری محمدامین وزیرراد انجام شد، برای اولین بار در کشور امکان سنجی اقتصادی استفاده همزمان از پنل های خورشیدی، توربین های بادی، چرخه رانکین بررسی شد. با ذخیره حرارتی و سیستم ذخیره سازی مواد شیمیایی (بانک باتری) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و روستای عشار استان سیستان و بلوچستان به عنوان یک منطقه مسکونی (با حدود 1000 خانوار) ​​با چالش های فراوان تامین انرژی برای مطالعه موردی در نظر گرفته شد.

دانشیار دانشگاه تهران در تشریح روند انجام این پژوهش گفت: ابتدا یک چرخه آلی رانکین شامل کلکتور خورشیدی سهمی به عنوان منبع حرارت با استفاده از الگوریتم ژنتیک نرم افزار متلب بهینه سازی شد. در مرحله بعد، مشخصات برق تولید سالانه چرخه بهینه سازی شد و وارد نرم افزار HOMER شد، نرم افزاری که توسط آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر ایالات متحده برای بهینه سازی سیستم های قدرت هیبریدی توسعه یافته است. در این مطالعه برای اولین بار چرخه رانکین در این نرم افزار با منابع انرژی تجدیدپذیر رایج شبیه سازی شد. راندمان چرخه رانکین به دست آمده بین 15 تا 30 درصد (متوسط ​​راندمان بیشتر از 25 درصد) با مساحت کلکتور خورشیدی در حدود 1000 متر مربع بود.

دانشیار گروه انرژی های نو و محیط زیست دانشکده علم و صنعت دانشگاه تهران همچنین درباره عملکرد فنی این سامانه افزود: در این سیستم کلکتورهای سهموی گرمای خورشید را بر روی کانال های سیال حاوی ترمینال متمرکز می کنند. روغن و دمای سیال را افزایش دهید. سپس پمپ ها سیال را به سیستم ذخیره حرارتی می فرستند تا در زمان نیاز به تولید برق، قسمت ذخیره، روغن حرارتی را به مبدل حرارتی می فرستد و دمای سیال کار را از تولوئن به بیش از 380 درجه سانتیگراد افزایش می دهد. در نهایت بخار تولید شده برای تولید برق به توربین با قدرت اسمی حدود 200 کیلووات فرستاده می شود و با خنک شدن سیال عامل این چرخه به طور مداوم تکرار می شود.

با توجه به توضیحات ناظر این تحقیق، در سیستم طراحی شده، مابقی توان مورد نیاز منطقه مسکونی با ترکیب پنل های خورشیدی (حدود 46 درصد)، توربین های بادی (حدود 24 درصد) و به روشی نوآورانه تامین می شود. باتری های نیمکتی (حدود 18٪). از نظر اقتصادی، هزینه نهایی انرژی این سیستم کمتر از 0.28 دلار در هر کیلووات ساعت است و در مقایسه با سایر سیستم‌های 100 درصد تجدیدپذیر جهان، از بازده اقتصادی مطلوبی برخوردار است. همچنین سیستم توسعه یافته از انتشار بیش از 1000 تن دی اکسید کربن در سال جلوگیری می کند که گامی موثر در کاهش آلاینده های ناشی از تولید انرژی در کشور به ویژه در ارتباط با شبکه برق ملی است.

عضو هیئت علمی دانشگاه تهران در خصوص نتایج این تحقیق خاطرنشان کرد: نتایج شبیه سازی نیز نشان داد که این سیستم قادر است بیش از 3500 کیلووات ساعت برق در روز را با قابلیت اطمینان بالا تامین کند که می تواند قطعی برق را در افراد مورد بررسی کاهش دهد. مساحت نزدیک به صفر علاوه بر این، رویکرد نوآورانه استفاده از چرخه رانکین با پنل خورشیدی و توربین بادی به طور موثر منجر به کاهش 10 درصدی ظرفیت بانک باتری شده است که هدف آن حل یک چالش جهانی در سیستم‌های مستقل شبکه برق ملی است. . . کاهش انتشار گازهای آلاینده، مبارزه با گرمایش زمین، تولید برق مقرون به صرفه در مناطق دورافتاده، ارتقای قابلیت اطمینان منابع انرژی تجدیدپذیر و افزایش امنیت انرژی از جمله مزایای استفاده از این سیستم ها در کشور خواهد بود.

مقاله حاصل از این تحقیق با مشارکت محققان دانشگاه Xi’an Jaotong چین و Lappeenranta فنلاند در شماره 89 “شهرها و جامعه پایدار” توسط انتشارات Elsevier منتشر شده است و از طریق لینک زیر قابل دسترسی است:
ارزیابی فنی-اقتصادی یک سیستم انرژی چندمنبعی بر اساس چرخه رانکین ارگانیک برای تامین برق 100٪ تجدید پذیر: مطالعه موردی در یک محیط روستایی