جلسه دفاع از پایان نامه ارشد آقای محمد قربانی شنبه ۲۰ بهمن ۱۴۰۳ با عنوان طراحی و بهینه‌سازی یک میکروگرید مبتنی بر نیروگاه خورشیدی بادی تولید همزمان به منظور تامین هیدروژن برای مصارف صنعتی در حالت کارکرد متصل به شبکه و جزیره‌ای

اطلاعیه جلسه دفاع پایان‌نامه کارشناسی ارشد  

در رشته مهندسی سیستم‌های انرژی – تکنولوژی انرژی

تاریخ 20/11/1403 ساعت 16:00

مکان: پژوهشکده انرژی، آب و محیط زیست

عنوان:

طراحی و بهینه‌سازی یک میکروگرید مبتنی بر نیروگاه خورشیدی بادی تولید همزمان به منظور تامین هیدروژن برای مصارف صنعتی در حالت کارکرد متصل به شبکه و جزیره‌ای

اساتید راهنما:

دکتر حسین خراسانی‌زاده

دکتر محمد نظیفی ‌فرد

اساتید داور:

دکتر مجید نیکفر - دکتر علیرضا آقائی

دانشجو:

محمد قربانی

چکیده

            توسعه پایدار نیازمند دسترسی به انرژی مقرون به صرفه و کارآمد است. ریزشبکه‌های هیبریدی با استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند فتوولتائیک، باد و دیزل، راه حلی برای مسائل انرژی هستند اما به دلایل مسائل اقتصادی باید پیکربندی بهینه ریزشبکه‌ها بر اساس منابع موجود و طراحی مناسب اجزا بررسی شود. در این پژوهش به طراحی و ارزیابی ریزشبکه‌ها در دو حالت بهره‌برداری جزیره‌ای و متصل به شبکه پرداخته شده است. اجزای پیکربندی ریزشبکه‌ها در حالت جزیره‌ای شامل پنل خورشیدی، توربین بادی، مبدل، نیروگاه تولید همزمان، بویلر، باتری، الکترولایزر، تانک هیدروژن و پیل سوختی می‌باشد. همچنین در حالت متصل به شبکه اجزای پیکربندی ریزشبکه شامل پنل خورشیدی، توربین بادی، مبدل، نیروگاه تولید همزمان، بویلر و شبکه برق می‌باشد. در حالت جزیره‌ای دو سناریو برای سیستم ذخیره‌سازی لحاظ شده است. سناریوی اول سیستم­ ذخیره­سازی انرژی مبتنی بر ذخیره­سازی هیدروژن و سناریوی دوم سیستم­ ذخیره­سازی انرژی مبتنی بر باتری می‌باشد. سایت مورد مطالعه شرکت فولاد مبارکه سپاهان می‌باشد. هدف این پژوهش بهینه‌سازی اجزای ریزشبکه‌ها برای دستیابی به کمترین قیمت و کمترین میزان آلایندگی بوده است و شبیه‌سازی ریزشبکه‌ها با استفاده از نرم افزار هومر انجام شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که در حالت جزیره‌ای از لحاظ اقتصادی، پیکربندی دارای ذخیره‌سازی هیدروژنی به دلیل پیچیدگی بیشتر، هزینه‌های سرمایه‌گذاری بالاتری دارد. مقایسه و تحلیل دو سناریوی بهینه‌سازی (سناریوی اول سیستم­ ذخیره­سازی انرژی مبتنی بر ذخیره­سازی هیدروژن و سناریوی دوم سیستم­ ذخیره­سازی انرژی مبتنی بر باتری) ریزشبکه در حالت جزیره‌ای نشان می‌دهد که سناریوی دوم با کاهش 2،119 میلیون دلاری در هزینه کل، کاهش 50 درصدی هزینه انرژی و کاهش 700 میلیون دلاری در هزینه‌های نگهداری و سوخت برتری دارد. از نظر محیط زیستی، سناریو اول با ۱۸2,834 تن در سال در مقایسه با سناریو دوم که 1۸5,947 تن در سال است از لحاظ انتشار کربن دی اکسید عملکرد بهتری دارد. با این وجود، سناریوی اول با بهره‌گیری بیشتر از منابع تجدیدپذیر و سیستم ذخیره‌سازی هیدروژنی، از نظر فنی برجسته‌تر است. همچنین نتایج نشان می‌دهد که ریزشبکه در حالت متصل به شبکه با رویکردی متعادل طراحی شده است. از نظر فنی-اقتصادی، ریزشبکه متصل به شبکه با هزینه کل 1،685 میلیون دلار و هزینه تولید 00722/0 دلار بر کیلووات ساعت، عملکرد نسبتاً مطلوبی را نشان می‌دهد. همچنین از نظر زیست محیطی، با وجود انتشار 782,876 تن کربن دی اکسید در سال، و وجود منابع تجدیدپذیر به میزان 7/50 درصد نقطه قوت ریزشبکه محسوب می‌شود.

کلمات کلیدی: ریزشبکه هیبریدی، هیدروژن سبز، انرژ‌ی‌های تجدیدپذیر، بهینه‌سازی اندازه