Design of an optimum hybrid renewable energy system considering reliability indices

توضیحات

ABSTRACT

In this paper, a hybrid wind/photovoltaic/battery generation system is designed. The aim of design is to  minimize the annualized cost of the stand-alone system over its 20 years ofoperation. The optimization problem is subject to economic and technical constraints. System costs involve investmentsreplacements, operation and maintenance as well as loss of load costs. The technical constraint, related to system  reliability, is expressed by the equivalent loss factor. The reliability index is calculated from component’s failure, that includes wind turbine, PV array, battery and inverter failure. In this study, hybridgeneration systems under different design scenarios are designed based on proposed approach. Finally, hybrid  system is selected as the best configuration that has minimum cost and can satisfy theconstraints. PSO algorithm is used for optimal sizing of system’s components. As a result, the optimum PV number, wind turbinenumber, battery number and inverter capacity are obtained. The characteristics of components are commercially available and this study is performed for the region in south- west of Iran.

 

INTRODUCTION

A growing interest in renewable energy resources has been observed for several years, due to their pollution free energy, availability in all over the world, and continuity . Photovoltaic (PV) and wind generation (WG) units are the most promising technologies for supplying loads in remoteand rural regions.
The forecast of generation of both wind power and solar power are difficult because they are very dependent on the weather conditions. In practice, use of hybrid energy systems can be a viable way to achieve trade-off solutions in terms of costs . Therefore, in order to satisfy the load demand, hybrid energy systems are implemented to combine solar andwind energy units . To mitigate or even cancel out the power fluctuations, energy storage technologies, such as storage batteries (SBs) can be employed. The proper size of storage system is site specific and depends on the amount of renewable energy generation and the load.

 

چکیده

در این مقاله یک سیستم تولید باتری / فتوولتائیک / باتری ترکیبی طراحی شده است. هدف طراحی، به حداقل رساندن هزینه سالیانه سیستم مستقل در طول 20 سال فعالیت آن است. مشکل بهینه سازی موضوع محدودیت های اقتصادی و فنی است. هزینه های سیستم شامل سرمایه گذاری ها، عملیات و تعمیر و نگهداری و همچنین از دست دادن هزینه های بار. محدودیت فنی مربوط به قابلیت اطمینان سیستم، با ضریب زیان معادل بیان می شود. شاخص قابلیت اطمینان از شکست اجزاء، که شامل توربین بادی، آرایه PV، باتری و شکست اینورتر است، محاسبه می شود. در این مطالعه، سیستم های ترکیبی ژنراتور تحت سناریوهای مختلف طراحی بر اساس رویکرد پیشنهادی طراحی شده است. در نهایت، سیستم ترکیبی به عنوان بهترین پیکربندی انتخاب شده است که دارای حداقل هزینه است و می تواند محدودیت ها را برآورده سازد. الگوریتم PSO برای اندازه گیری بهینه از اجزای سیستم استفاده می شود. در نتیجه تعداد مطلوب PV، تعداد توربو باد، تعداد باتری و ظرفیت اینورتر به دست می آید. ويژگي اجزاء در دسترس است و اين مطالعه براي منطقه در جنوب غرب ايران انجام شده است.

 

مقدمه

علاقه مندان به منابع انرژی تجدید پذیر در طی چندین سال به علت آلودگی انرژی آزاد، دسترسی به آن در سراسر جهان و پیوستگی مشاهده شده است. واحدهای فوتوولتائیک (PV) و نسل باد (WG) بیشترین امکانات را برای تامین بار در مناطق راه دور و روستایی دارند. پیش بینی تولید انرژی باد و انرژی خورشیدی دشوار است، زیرا بسیار وابسته به شرایط آب و هوایی است. در عمل، استفاده از سیستم های ترکیبی انرژی می تواند راهی مناسب برای دستیابی به راه حل های تجاری در هزینه ها باشد. بنابراین، برای پاسخگویی به تقاضای بار، سیستم های ترکیبی انرژی برای ترکیب واحدهای انرژی خورشیدی و باد اجرا می شوند. برای کاهش یا حتی لغو نوسان برق، فن آوری ذخیره سازی انرژی مانند باتری های ذخیره سازی (SBs) می تواند مورد استفاده قرار گیرد. اندازه مناسب سیستم ذخیره سازی سایت مشخص است و بستگی به میزان تولید انرژی تجدیدپذیر و بار دارد.

 

 

 

 

Year: 2010

Publisher : Eighteenth International Energy Conference of Iran

By :  Fatemeh Jahanbani Ardakani, Gholamhossein Riahy, Mehrdad Abedi

File Information: English Language/ 6 Page / size: 776 KB

Download

سال :1389

ناشر : هجدهمین کنفرانس بین المللی برق ایران

کاری از : فاطمه جهانبنی اردکانی، غلامحسین ریاحی، مهرداد عابدی

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 6 صفحه / حجم : KB 776

لینک دانلود