مدلسازی و بهینه‌سازی سامانه مستقل هیبریدی خورشیدی–بادی با پشتیبان دیزل با استفاده از نرم‌افزار هومر در استان خراسان جنوبی

Abstract

در این پژوهش، مدلسازی و بهینه‌سازی سامانه مستقل هیبریدی خورشیدی–بادی با پشتیبان دیزل در استان خراسان جنوبی به‌منظور تأمین برق پایدار و اقتصادی در مناطق دور از شبکه انجام گرفته است. برای این منظور، داده‌های اقلیمی شامل تابش خورشیدی، سرعت باد و پروفایل بار مصرفی (با متوسط روزانه ۲۱۳٫۶ کیلووات‌ساعت و پیک ۲۵٫۴۵ کیلووات) به‌عنوان ورودی در نرم‌افزار HOMER Pro مورد استفاده قرار گرفت. هدف اصلی تحقیق، حداقل‌سازی هزینه انرژی (COE) و هزینه خالص فعلی (NPC) در کنار کاهش مصرف سوخت و آلاینده‌ها بود. ساختار سامانه شامل پنل‌های فتوولتائیک، توربین‌های بادی، ژنراتور دیزلی، باتری و اینورتر بوده و شبیه‌سازی‌ها بر اساس تحلیل اقتصادی و زیست‌محیطی انجام شد. نتایج بهینه‌سازی نشان داد پیکربندی شامل ۹٫۲۹ کیلووات پنل خورشیدی، ۴ کیلووات توربین بادی، ژنراتور دیزلی ۲۹ کیلوواتی، ۱۸ باتری و اینورتر ۱۰٫۴ کیلوواتی دارای عملکرد اقتصادی مطلوب با COE برابر €0.0784/kWh و NPC برابر €79,006 است. همچنین تحلیل حساسیت نشان داد افزایش سرعت باد و ارتفاع برج توربین موجب کاهش ۱۰ تا ۱۱ درصدی هزینه انرژی و کاهش قابل توجه مصرف سوخت دیزل می‌شود، در حالی که افزایش قیمت سوخت، سامانه را به سمت اتکای بیشتر به منابع تجدیدپذیر سوق می‌دهد.