Abstract
Renewable energy resources have come into prominence as a solution to increased energy demand worldwide. Since the nature of the some renewable energy resources (RES) such as solar and wind energy is intermittent, the reliability of the system supplied from those sources is low. A hybrid energy system combining the several RES is one of the viable solutions to increase the reliability of the system. This paper develops a optimal sizing method for hybrid energy systems incorporating photovoltaic (PV), wind and battery components. In the developed model, the effects of variations in air density and PV conversion efficiency on the generated energy amount are considered in the calculation resulting in more accurate optimal sizing. A remote area in Texas State, USA, is chosen for optimal sizing of hybrid PV/wind/battery energy system based on the case study. Meteorological data such as solar radiation, wind speed and ambient temperature is modified and then converted to useful energy. In order to avoid using excessive battery capacity, the demand response technique is applied for the situation in which energy demand is much more than energy generation. The results show that assuming air density and PV conversion efficiency to be constant causes about 15% and %20 deviation in calculation, respectively. The demand response method also provide saving of 28% in capital cost
چکیده
منابع انرژی تجدید پذیر بعنوان یک راه‌حل امیدوار کننده برای افزایش تقاضای انرژی در سرتاسر جهان به شمار می‌روند. از آنجایکه طبیعت تعدادی از منابع انرژی تجدید پذیر(RES) مانند خورشید و انرژی باد، متناوب هست، قابلیت اطمینان سیستم‌های تغذیه شده از این منابع پایین است. یک سیستم انرژی هیبریدی که از ترکیب چندین RES تشکیل شده ،راه‌حلی قابل دوام برای افزایش قابلیت اطمینان،سیستم است. این مقاله یک روش سایز بندی بهینه برای سیستم انرژی هیبریدی که دارای اجزای فوتوولتائیک(PV)،باد و باتری هست،را توسعه میدهد. در مدل توسعه داده شده،تاثیر تغییرات در چگالی هوا و راندومان تبدیل PV بر روی مقدار انرژی تولید شده،در محاسباتی که منجر به سایزبندی بهینه دقیق‌تر می‌شود،در نظر گرفته می‌شوند. یک ناحیه دور دست در تگزاس امریکا برای سایز بندی بهینه سیستم انرژی باتری-باد-خورشید بر اساس موضوع مورد مطالعه انتخاب می‌شود. داده‌های هواسنجی مانند تابش خورشید،سرعت باد و دمای محیط،اصلاح و سپس به انرژی مفید تبدیل می‌شود. برای اجتناب از استفاده از ظرفیت اضافی باتری ،روش پاسخ به تقاضا برای شبیه‌سازی زمانی که تقاضای انرژی خیلی بیشتر از تولید انرژی هست،بکار گرفته می‌شود. نتایج نشان میدهد که فرض ثابت بودن چگالی هوا و راندومان تبدیل PV بترتیب باعث انحراف 15 و 20 درصدی در محاسبات می‌شود. روش پاسخ به تقاضا همچنین باعث کاهش 28 درصدی در هزینه سرمایه می‌شود.
1-مقدمه
اخیرا منابع انرژی تجدید پذیر(RES) مانند باد،خورشید و هیدرو میکرو(hydro-micro) بدلیل چندین فاکتور مانند نگرانی‌های محیطی یا هزینه عملیاتی،خیلی رایج‌تر شده‌اند. سیستم‌های تولید انرژی هیبریدی که دارای RESهای گوناگون، ژنراتورهای دیزلی و تجهیزات ذخیره انرژی هستند در شبکه‌های برق بهم پیوسته و شبکه‌های ایزوله بکار می‌روند. سایز بندی بهینه سیستم انرژی هیبریدی یکی از مهمترین موضوعات در ناحیه RES هست...