سرمایه‌گذاری یک سیستم تجدیدپذیر ترکیبی با در نظر گرفتن واحدهای آب‌شیرین‌کن جهت تأمین انرژی الکتریکی و آب شیرین موردنیاز جزیره ابوموسی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات

2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه صنعتی شریف

3 دانشکده مدیریت و اقتصاد - دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

چکیده

با افزایش تقاضای آب شیرین و روند روبه کاهش قیمت فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر، بسیاری از مناطق دورافتاده و جزایر کوچک مانند جزیره ابوموسی به‌عنوان بازارهای بالقوه برای سامانه‌های شیرین‌سازی بر پایه انرژی‌های تجدیدپذیر محسوب می‌شوند. در همین ‌راستا در این مقاله، سرمایه‌گذاری بهینه یک سیستم تجدیدپذیر ترکیبی جدا از شبکه، جهت تأمین انرژی الکتریکی موردنیاز مشترکین و هم‌چنین انرژی الکتریکی و حرارتی موردنیاز واحدهای آب‌شیرین‌کن جهت تأمین آب شیرین مصرفی در جزیره ابوموسی موردمطالعه قرار می‌گیرد. نتایج شبیه‌سازی برای روش‌های مختلف شیرین‌سازی شامل تبخیر سریع چندمرحله‌ای، تقطیر چندمرحله‌ای و اسمز معکوس موردبررسی قرار خواهند گرفت. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، اگرچه میانگین مصرف انرژی موردنیاز جهت تولید آب شیرین در روش اسمز معکوس نسبت به دو روش دیگر دارای کم‌ترین مقدار است، اما هزینه خالص سیستم در روش تقطیر چندمرحله‌ای از دو روش دیگر کم‌تر می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimal Investment of a Hybrid Renewable System considering Desalination Units to Supply Electrical Energy and Drinking Water of Abu-Musa Island

نویسندگان [English]

  • R. Ghaffarpour 1
  • B. Mozafari 1
  • AM. Ranjbar 2
  • T. Torabi 3
1 Faculty of Electrical Engineering, Islamic azad university Science & research branch, Tehran, Iran
2 Faculty of Electrical Engineering, Sharif University of technology, tehran, Iran
3 Faculty of Management and Economics, Islamic azad university Science & research branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

With increasing demand for fresh water and reduction in the investment cost of the renewable energy technologies, many of remote areas and small islands like the Abu-Musa Island are considered as potential markets for renewable energy based desalination systems. Therefore, in this paper, optimal investment of an off-grid hybrid renewable system is studied to supply customers electrical energy demand, as well as electrical and thermal energies required by the desalination units to provide drinking water consumed in the island. The simulation results for different desalination methods including multi-stage flash, multi-effect distillation, and reverse-osmosis are considered and analyzed. According to the results, although the average energy consumed in order to produce drinking water has the lowest value in reverse-osmosis method in comparison with the other two methods, but, the system net cost in the multi-effect distillation method is lower than the other two methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Abu-Musa island
  • hybrid renewable system
  • desalination units
  • reverse osmosis
  • multi stage flash
  • multi effect distillation

مراجع

[1] International Renewable Energy Agency (IRENA), Renewable Energy In The Water, Energy & Food Nexus, 2015.
[2] IEA-ETSAP and IRENA, Water Desalination Using Renewable Energy, Technology Policy Brief I12, 2013.
[3] E. M. MOkheimer, A. Z. Sahin, A. Al-Sharafi, A. I. Ali, "Modeling and optimization of hybrid wind–solar-powered reverse osmosis water desalination system in Saudi Arabia", Energy Conversion and Management, Vol. 75, pp. 86-97, 2013.
[4] M. Al-Nory, M. El-Beltagy, "An energy management approach for renewable energy integration with power generation and water desalination", Renewable Energy, Vol. 72, pp. 377-385, 2014.
[5] V. G. Gude, "Energy storage for desalination processes powered by renewable energy and waste heat sources", Applied Energy, Vol. 137, pp. 877-898, 2015.
[6] E. U. Khan, A. R. Martin, "Optimization of hybrid renewable energy polygeneration system with membrane distillation for rural households in Bangladesh", Energy, Vol. 93, pp. 1116-1127, 2015.
[7] امیر گندمکار، "ارزیابی انرژی پتانسیل باد در کشور ایران"، مجلهجغرافیاوبرنامهریزیمحیطی، سال 20 ، شماره پیاپی 36 ، شماره 4، 1388.
[8] رستم صابری‌فر، "پتانسیل بهره‌مندی از انرژی خورشیدی در خراسان جنوبی"، مجلهاقتصاد انرژی، شماره 132-131، 1389.
[9] A. A. Al-Karaghouli and L. L. Kazmerski, Desalination, Trends and Technologies: Renewable Energy Opportunities in Water Desalination, National Renewable Energy Laboratory, 2008.
[10] A. Kalogirou, "Seawater desalination using renewable energy sources", Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 31, pp. 242–281. 2005.
[11] The World Bank, MENA Development Report: Renewable Energy Desalination, 2012.
[12] حسین شکری و سجاد نجفی، "حل مسئله مشارکت بهینه واحدهای نیروگاهی در حضور منابع انرژی تجدیدپذیر"، مجلهمهندسیبرقدانشگاهتبریز، جلد 54 ، شماره 1، 1394.
[13] A. Keyhani, M. Marwali, M. Dai, Integration Of Green And Renewable Energy In Electric Power Systems, John Wiley and Sons, 2009.
[14] B. Bagen, B.R. Billinton, "Evaluation of Different Operating Strategies in Small Stand-alone Power Systems", IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 20, No. 3, pp. 654-660, 2005.
[15] M.H. Nehrir, B.J. Lameres, G. Venkataramanan, V. Gerez, L.A. Alvarado, "An Approach to Evaluate the General Performance of Stand-alone Wind/Photovoltaic Generating Systems", IEEE Transactions On Energy Conversion, Vol. 15, No. 4, pp. 433-439, 2002.
[16] A. Sheikhi, A. M. Ranjbar, and F. Safe, "A novel method to determine the best size of CHP for an energy hub system", 2nd International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems (EPECS), 2011.
[17] A. Sheikhi, B. Mozafari, and A. M. Ranjbar, "CHP optimized selection methodology for a multi-carrier energy system", IEEE Trondheim Power Tech, 2011.[1]
[18] T. Lambert, P. Gilman, and P. Lilienthal, Micropower System Modeling with Homer, National Renewable Energy Laboratory, 2006
 [19]سعید صبوری، رسول کاظم‌زاده و هدایت صبوری، "ارزیابی میزان ریسک‌پذیری بهره‌بردار ناشی از عدم‌قطعیت منابع بادی در مسئله درمدارقرارگرفتن واحدهای حرارتی با استفاده از شاخص ارزش در خطر شرطی"، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 46، شماره 2، 1395.
[20] NASA's Surface Solar Energy Data Set: www.eosweb.larc.nasa.gov/sse/ 2017-03-04.
[21] The World Radiation Data Center: www.wrdc-mgo.nrel.gov/2017-03-04.
[22] Hormozgan Province Meteorology organization: www.hormozganmet.ir/2017-03-09.
[23] Enercon Wind Turbine Manufacturer: www.enercon.de/2017-03-4.
[24] Hormozgan Electric Distribution Company: www.hedc.co.ir/2017-03-10.
 [25] NREL (National Renewable Energy Laboratory), Distributed Generation Renewable Energy Estimate of Costs, 2016.
[26] IRENA (International Renewable Energy Agency), Renewable Energy Technologies: Cost Analysis Series, Volume 1: Power Sector, Issue 4/5: Solar Photovoltaics, 2012.
[27] IRENA (International Renewable Energy Agency), Renewable Energy Technologies: Cost Analysis Series, Volume 1: Power Sector, Issue 5/5: Wind Power, 2012.
[28] L. Olatomiwa, S. Mekhilef, A. S. N. Huda, K. Sanusi, "Techno-economic analysis of hybrid PV–diesel–battery and PV–wind–diesel–battery power systems for mobile BTS: the way forward for rural development", Energy Science and Engineering Journal, Vol. 3, No. 4, pp. 271–285, 2015.
[29] Surrette Battery Company: www.rollsbattery.com/2017-04-02.
[30] Fuel Price Trends In 100 Countries: www.GlobalPetrolPrices.com/ 2017-04-02.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار