Abstract
This paper presents the design of a hybrid electric power generation system utilizing both wind and solar energy for supplying model community living in Ethiopian remote area. The work was begun by investigating wind and solar energy potentials of the desired site, compiling data from different sources and analyzing it using a software tool. The data regarding wind speed and solar irradiation for the site understudy are collected from the National Metrological Agency (NMA) and analyzed using the software tool HOMER. According to the results obtained through the analysis, the site has abundant solar energy potential and the wind energy potential is unquestionably high enough to be exploited for generating electric energy using wind turbines with low cut-in wind speed. The design of a standalone PV-wind hybrid power generating system has proceeded based on the promising findings of these two renewable energy resource potentials, wind and solar. Electric load for the basic needs of the community such lighting, water pumping, a radio receiver, flour mill and medical equipment for a health clinic has been suggested. The simulations and design has been carried out using the HOMER software. By running the software the simulation results which are lists of power supply systems have been generated and arranged in ascending order according to their net present cost. Sensitivity variables, such as range of wind speed, solar radiation, PV panel price and diesel price have been defined as inputs into the software and the optimization process has been carried out repeatedly for the sensitivity variables and the results have been refined accordingly
چکیده
این مقاله روش طراحی سیستم تولید برق هیبرید را با استفاده از انرژی بادی و خورشیدی برای تأمین برق مورد نیاز مردم در منطقه دور اتیوپی ارائه می‌کند. این تحقیق با بررسی پتانسیل‌های انرژی بادی و خورشیدی در منطقه مورد نظر آغاز شده و در ادامه نیز داده‌های مختلف از منابع مختلف گردآوری شده و با استفاده از ابزارهای نرم‌افزاری، آنالیز می‌گردد. داده‌های مربوط به سرعت باد و تابش خورشید برای منطقه مورد نظر از آژانس علوم هوایی ملی (NMA) جمع‌آوری شده و با استفاده از ابزار نرم‌افزاری HOMER مورد تحلیل قرار می‌گیرد. بر اساس نتایج به دست آمده از این تحلیل، این منطقه دارای پتانسیل تابش خورشید فوق‌العاده زیادی بوده و پتانسیل انرژی بادی در آن نیز مسلماً به‌اندازه‌ای زیاد است که برای تولید انرژی الکتریکی با استفاده از توربین‌های بادی با سرعت‌های کات-این پایین باد، مورد بهره‌برداری قرار گیرد. طراحی یک سیستم تولید برق هیبرید بادی-خورشیدی بر اساس یافته‌های مربوط به پتانسیل‌های این دو منبع انرژی تجدید پذیر، یعنی باد و خورشید، صورت گرفته است. بار الکتریکی برای مردم منطقه به صورت پیش‌فرض روشنایی، پمپ آب، گیرنده‌های رادیویی، آسیاب برقی، و تجهیزات پزشکی مربوط به کلینیک‌های مراقبتی است. شبیه‌سازی‌ها و طراحی با استفاده از نرم‌افزار HOMER صورت گرفته است. با اجرای نرم‌افزاری، نتایج شبیه‌سازی که در واقع لیستی از سیستم‌های تولید برق است تولید شده و به صورت صعودی بر اساس هزینه خالص فعلی مرتب می‌شوند. متغیرهای حساسیت، نظیر رنج سرعت باد، تابش خورشید، قیمت پنل خورشیدی و قیمت دیزل به عنوان ورودی به نرم‌افزار تعریف شده و پروسه بهینه‌سازی به صورت متوالی برای متغیرهای حساسیت اجرا شده و نتایج بر همین اساس در هر مرحله مجدداً تعریف می‌شوند.
1-مقدمه
اتیوپی یک کشور محصور در خشکی است که در شاخ آفریقا واقع شده و دارای جمعیت تخمینی بالای 83 میلیون تا سال 2007 [1] می‌باشد. از نظر تولید ناخالص ملی (GDP) برحسب سرمایه، این کشور رتبه 175 ام را در میان 179 کشور دنیا داراست و از نظر شاخص توسعه انسانی نیز رتبه 169 ام را در بین 177 کشور به خود اختصاص داده است. بر اساس این رتبه‌ها، واضح است که اتیوپی یکی از فقیرترین کشورها در دنیا است. کل پوشش انرژی برق در این کشور 16% است که بیشتر مصرف‌کننده‌های آن در مناطق شهری سکونت داشته و کمتر از 50 kWh در سال برق مصرف می‌کنند در حالی که بیش از 80% جمعیت این کشور که در مناطق روستایی زندگی می‌کنند تقریباً به‌جز 2%، بقیه به برق دسترسی ندارند....