جلسه دفاع از پایان نامه ارشد آقای امین برهانی با عنوان طراحی یک ریزشبکه انرژی بهینه مبتنی بر انرژی خورشیدی و نیروگا ههای هستهای ماژولار کوچک به منظور تامین الکتریسیته و آب شیرین برای جزیره کیش یکشنبه ۳۰ دیماه ۱۴۰۳

گروه آموزشی مهندسی سیستم­های انرژی

اطلاعیه جلسه دفاع پایان‌نامه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی سیستم­های انرژی – تکنولوژی انرژی

تاریخ 30/10/1403 ساعت 13:00

مکان: پژوهشکده انرژی، آب و محیط زیست

عنوان:

 طراحی یک ریزشبکه انرژی بهینه مبتنی بر انرژی خورشیدی و نیروگاه‌های هسته‌ای ماژولار کوچک به منظور تامین الکتریسیته و آب شیرین  برای جزیره کیش

استاد راهنما:

دکتر محمد نظیفی فرد

استاد مشاور:

دکتر مجید نیک‌فر

اساتید داور:
دکتر حمیدرضا شهبازیان – دکتر مجید سبزپوشانی

دانشجو:

امین برهانی

چکیده

ادغام منابع تولید پراکنده، مانند سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر، و فن‌آوری‌های ذخیره‌سازی انرژی، ریزشبکه‌ها را قادر می‌سازد تا به طور موثر به نیازهای انرژی محلی پاسخ دهند. با این حال، یکی از چالش‌های اصلی که ریزشبکه‌ها با آن مواجه هستند، هزینه‌های عملیاتی بالای آن‌ها است، به‌ویژه در مقایسه با منبع تغذیه معمولی از شبکه مرکزی. این تحقیق به تحلیل فنی-اقتصادی دو فناوری ذخیره‌سازی انرژی - ذخیره‌سازی انرژی هیدروژن و باتری‌های لیتیوم یونی - در طراحی بهینه ریزشبکه‌های هیبریدی می‌پردازد. این ریزشبکه‌ها شامل منابع تولید انرژی تجدیدپذیر مانند پانل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی و میکرو راکتورهای مدولار برای تامین برق و آب شیرین هستند، موضوعی که در مطالعات قبلی به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است. این مطالعه با بررسی این سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در زمینه کاربردهای شهری در جزیره کیش که دارای آب و هوای گرم و مرطوب است، خلأ پژوهشی حیاتی را پر می‌کند. هدف ارائه و مقایسه پیکربندی‌های بهینه سیستم انرژی برای عملیات خارج از شبکه، با تمرکز بر به حداقل رساندن هزینه‌های ساخت و ساز و در عین حال در نظر گرفتن انتشار کربن بود. یک نوآوری کلیدی این پایان نامه، تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای اثرات فنی و اقتصادی استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی هیدروژن و باتری، با تاکید بر تاثیر محدودیت‌های انتشار بر اندازه ظرفیت و آرایش اجزای ریزشبکه است. مدل‌سازی و شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزار هومر انجام شد و نتایج از طریق سناریوهای مطالعاتی مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و در نهایت با الگوریتم جمع وزنی ارزیابی شد.

نتایج این مطالعه جامع نشان می‌دهد که استفاده از ذخیره‌سازی انرژی هیدروژن در ریزشبکه‌های هیبریدی، انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و به طور متوسط ​​55 درصد کاهش نسبت به سایر سناریوها به دست می‌آورد. با این حال، این مزیت زیست‌محیطی هزینه دارد: سیستم نهایی با استفاده از ذخیره‌سازی انرژی هیدروژن به طور متوسط ​​27 درصد گران‌تر از ریزشبکه‌های مجهز به سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری لیتیوم یون است. برعکس، بهینه‌ترین سناریوی شناسایی شده با سیستم ذخیره‌سازی باتری، 18 درصد مقرون به صرفه‌تر از همتای مبتنی بر هیدروژن آن است، اما 35 درصد انتشار کربن بیشتری تولید می‌کند. این مبادله بین کارایی هزینه و تأثیرات زیست‌محیطی، پیچیدگی‌های موجود در بهینه‌سازی ریزشبکه‌های هیبریدی برای تولید انرژی پایدار را برجسته می‌کند. نتایج بر اهمیت انتخاب فناوری ذخیره‌سازی مناسب بر اساس اولویت‌های عملیاتی خاص، اعم از به حداقل رساندن هزینه‌ها یا کاهش اثرات زیست‌محیطی، به ویژه در زمینه تقاضای انرژی شهری در اقلیم‌های چالش برانگیز مانند جزیره کیش، تاکید می‌کند.

کلمات کلیدی: ریزشبکه- فوتوولتاییک- انرژی بادی- هزینه تامین انرژی- آلودگی هوا- شبکه هیبریدی- بهینه‌سازی انرژی