Abstract
The tourist sectors in South China Sea, Malaysia (SCSM) completely depend on diesel generators for 24 h power supply. The emissions from diesel based power plants are environmentally risky for tourist spots. In this research article, a multi-optimal combination of stand-alone hybrid renewable energy system (HRES) for a large resort center located in SCSM has been proposed with detailed operational performance analysis. Hybrid Optimization Model for Electric Renewable (HOMER) software is used for economic and technical analysis of the system. The estimated peak and average load per day for the resort are 1185 kW and 13,048 kW respectively. The best optimized stand-alone hybrid energy system comprises of PV, wind, diesel generator, converter and battery. The optimized system resulted in net present cost (NPC) of $17.15 million, cost of energy (COE) of $0.279/kWh, renewable fraction (RF) of 41.6%, and CO2 of 2,571,131 kg/year. Whereas, the diesel only system takes NPC of $21.09 million, COE of $0.343/kWh and CO2 of 5,432,244 kg/year. The diesel only system has higher NPC, COE and CO2 emission than optimized HRES. The designed and analyzed HRES model might be applicable to any tourist locations and decentralized places in SCSM and around the world having similar climate conditions
چکیده
بخش‌های توریستی در دریای جنوبی چین، مالزی (SCSM) به طور کامل به ژنراتورهای دیزلی وابسته هستند که به صورت 24 ساعته برق مورد نیاز را تأمین می‌کند. انتشار آلاینده‌ها از واحدهای تولیدی مبتنی بر دیزل، یک خطر زیست‌محیطی برای بخش‌های توریستی است. در این تحقیق، یک ترکیب بهینه برای سیستم انرژی هیبرید تجدید پذیر مستقل (HRES) در یک مرکز استراحتگاه واقع در SCSM با تحلیل دقیق عملکرد بهره‌برداری از آن، پیشنهاد شده است. نرم‌افزار مدل بهینه‌سازی هیبرید برای سیستم تجدید پذیر برق (HOMER) برای تحلیل فنی و اقتصادی سیستم به کار رفته است. مقدار پیک و مقدار متوسط بار در هر روز برای منطقه مورد نظر بر اساس برآورد برابر 1185 kW و 13,048 kW می‌باشند. بهترین سیستم انرژی هیبرید مستقل بهینه‌سازی شده از PV، سیستم بادی، ژنراتور دیزلی، مبدل و باتری تشکیل یافته است. سیستم بهینه‌سازی شده نتایج زیر را ارائه می‌دهد، هزینه خالص فعلی برابر (NPC) برابر $17.15میلیون، قیمت انرژی (COE) برابر $0.279/kWh، سهم انرژی تجدید پذیر (RF) برابر 41.6%، و انتشار CO2 برابر 2,571,131 کیلوگرم در سال. در حالی که سیستم دیزلی به تنهایی دارای NPC، COE و انتشار CO2 ی خیلی بیشتری در مقایسه با سیستم بهینه‌سازی شده HRES می‌باشد. مدل مورد تحلیل و طراحی HRES برای هر منطقه توریستی و مکان‌های غیرمتمرکز در SCSM و مناطقی که در سرتاسر دنیا دارای شرایط آب و هوایی یکسان هستند، قابل‌استفاده می‌باشد.
1-مقدمه
وضعیت جهانی منابع تجدید پذیر نشان می‌دهد که منابع انرژی تجدید پذیر تنها 22.8% از برق جهانی را در خود اختصاص داده‌اند در حالی که باقی 77.2% از سوخت‌های فسیلی و واحدهای برق هسته‌ای تولید می‌شود ( گزارش وضعیت جهانی منابع تجدید پذیر، 2015). بر اساس این گزارش، حدود 1.1 میلیون از جمعیت جهانی به برق دسترسی ندارند. اما افراد ساکن در جزایر دوردست در دریای جنوبی چین، مالزی که در آن هیچ دسترسی به شبکه برق ملی به خاطر هزینه‌های بالای سخت خطوط انتقال وجود ندارد، تنها بر ژنراتورهای دیزلی برای تولید برق تکیه دارند (Basir Khan, Jidin, Pasupuleti,& Shaaya, 2015). علاوه بر این، بخش‌های توریستی در این جزایر به صورت کامل به ژنراتورهای دیزلی وابسته هستند که به صورت 24 ساعته در حال کار هستند (Shezan et al., 2015). اما قیمت بالای بازار سوخت‌های فسیلی، انتشار آلاینده‌های CO2 و نیز هزینه‌های بالای بهره‌برداری و تعمیر و نگهداری از واحدهای دیزلی باعث شده است که این سیستم از نظر زیست‌محیطی پرخطر و از نظر هزینه نیز گران‌قیمت باشد. علاوه بر این، قیمت دیزل تقریباً در جزایر مالزی نسبت به سایر مناطق دو برابر است (Anwari, Rashid, Muhyiddin, & Ali, 2012). بنابراین، سیستم انرژی تجدید پذیر هیبریدی مستقل (HRES) می‌تواند مهم‌ترین نقش را به‌منظور تأمین برق قابل‌اطمینان برای بخش‌های توریستی در این جزایر ایفا کند...