بهبود شبکه‌های توزیع نیروی تاسیسات صنعتی جهت ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر

علیرضا صفری

نویسندگان

علیرضا صفری کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر ،تهران،ایران نویسنده

کلمات کلیدی:

انرژی تجدیدپذیر, برق رسانی, بهینه سازی

چکیده

همان‌طور که می‌دانیم، توجه زیادی به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر برای کاهش انتشار کربن معطوف شده است. برای شناسایی استراتژی‌های عملیاتی مناسب جهت ادغام این منابع در سیستم‌های قدرت سنتی و درک اثرات فناوری و اقتصادی آن‌ها بر مدیریت انرژی صنعتی، به یک رویکرد جامع و یکپارچه نیاز داریم. هدف ما مدل‌سازی سیستم‌های قدرت صنعتی است که در آن‌ها انرژی تجدیدپذیر تلفیق شده است. سپس این مدل‌ها را برای بررسی موازنه اقتصادی بین سرمایه‌گذاری ثابت، مصرف سوخت، تولید برق و مالیات انتشار کربن بهینه می‌کنیم.

با استفاده از چارچوب بهینه‌سازی، حساسیت پارامترهای طراحی کلیدی ارزیابی می‌شود که به ما درک عمیق‌تری از اثرات اقتصادی مالیات کربن و قیمت انرژی تجدیدپذیر بر مدیریت انرژی و حرارت در سطح صنعتی می‌دهد. در مطالعه موردی، نشان داده شد که ادغام انرژی تجدیدپذیر در سیستم‌های قدرت، در مقایسه با سیستم‌های مبتنی بر سوخت‌های فسیلی، منجر به صرفه‌جویی تقریباً ۱۴ درصدی در هزینه‌های عملیاتی و ۹ درصدی در هزینه‌های سرمایه با تزریق راهبردی ۲۰ مگاوات توان تجدیدپذیر می‌شود. این مطالعات موردی به طور کامل اثرات اقتصادی استفاده از انرژی تجدیدپذیر در سیستم‌های قدرت صنعتی را نشان می‌دهند و مزایای بهینه‌سازی فرایند یکپارچه‌سازی را تأیید می‌کنند.

بیوگرافی نویسنده

علیرضا صفری، کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر ،تهران،ایران

مراجع

[1] Li S, Limei G, Smith R. Site utility system optimization with operation adjustment under uncertainty. Appl Energy 2017;186:450–6.

[2] Smith R. Chemical process design and integration. In: John Wiley&Sons,Ltd. second ed. Chichester: England; 2016.

[3] Lee P, Liew P, Walmsley T, Alwi S, Klemes J. Total site heat and power integration for locally integrated energy sectors. Energy 2020;204:117959.

[4] Wang B, Klemes J, Varbanov P, Shahzad K, Kabli M. Total site heat integration benefiting from geothermal energy for heating and cooling implementations. J Environ Manag 2021;290:112596.

[5] Li S, Doyle S, Smith R. Heat recovery and power targeting in utility systems. Energy 2015;84:196–206.

[6] Varbanov P, Doyle S, Smith R. Modeling and optimization of utility systems. IChemE 2004;82(A5):561–78.

[7] Varbanov P, Perry S, Makwana Y, Zhu X, Smith R. Top-level analysis of site utility systems. IChemE 2004;82(A6):784–95.

[8] Li Z, Du W, Zhao L, Qian F. Modeling and optimization of a steam system in a chemical plant containing multiple direct drive steam turbines. Ind Eng Chem Res 2014;53(27):11021–32.

[9] Tang Q, Zhang W, Hu J, He C, Chen Q, Zhang B. Design optimization of industrial energy systems with energy consumption relaxation mod

[10] Zhao L, You F. A data-driven approach for industrial utility systems optimization under uncertainty. Energy 2019;182:559–69.

[11] Karthik N, Parvathy A, Arul R, Padmanathan K. Multi-objective optimal power flow using a new heuristic optimization algorithm with the incorporation of renewable energy sources. International Journal of Energy and Environmental Engineering 2021;12:641–78.

[12] Lee H, Guo K, Souza L, Lee J. Application of digital twin to monitor and optimize utility process. 2021 21st International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS) 2021:376–81.

[13] IEA. Net zero by. A roadmap for the global energy sector. 2021.

[14] C2ES. Carbon tax basics. https://www.c2es.org/content/carbon-tax-basics/. [Accessed 8 April 2022].

[15] The world bank. State and trends of carbon pricing. 2021. p. 2021.

[16] Chen L, Zhao J, Zhao J, Li F, Yang Y. A supply chain model based on data-driven demand uncertainty under the influence of carbon tax policy. Mobile Inf Syst 2022; 2022:10.

[17] Choi C, Kim C-I. The 4th industrial revolution, smart cities, and sustainable urban regeneration: a perspective study. Journal of Environmental Policy and Administration 2017;25:61–91.

[18] Ebrahimi S, Kinnon M, Brouwer J. California end-use electrification impacts on carbon neutrality and clean air. Appl Energy 2018;213:435–49.

[19] Brolin M, Fahnestock J, Rootzen J. Industry’s electrification and role in the future electricity system: a strategic innovation agenda 2017.

[20] IRENA. An electrified future. https://www.irena.org/DigitalArticles/2019/Apr /How-To-Transform-Energy-System-And-Reduce-Carbon-Emissions. [Accessed 7 June 2022].

[21] IRENA. Renewable power generation costs in. 2020. p. 2021.

[22] REN21. Renewables 2021 global status report. 2021.

[23] DOE/NETL. Cost and performance baseline for fossil energy plants volume 1a: bituminous coal (PC) and natural gas to electricity, revision 3. U.S. Department of energy. National Energy Technology Laboratory 2015.

[24] EPSIS. Electricity Market – Unit Cost by Fuel. http://epsis.kpx.or.kr/epsisnew/sele ctEkmaUpsBftChart.do?menuId=040701&locale=eng. [Accessed 22 December 2020].

[25] Honeywell. UNISIM. Design – simulation basis reference guide. London, U.K. 2010.

[26] PA. Industrial boilers – fuel switching methods, costs, and environmental impacts. U.S: Environmental Protection Agency; 1978.

[27] Yun S, Oh S-Y. Kim, J-K Techno-economic assessment of absorption-based CO2 capture process based on novel solvent for coal-fired power plant. Appl Energy 2020;268:114933.

[28] eia. How much carbon dioxide is produced when different fuels are burned – pounds of CO2 emitted per million British thermal units (Btu) of energy for various fuels. https://www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=73&t=11. [Accessed 18 December 2020].

[29] KRX Market Data System. KRX300. http://data.krx.co.kr/contents/MDC/MAIN/ main/index.cmd?locale=en (accessed January 22, 2021).