印度研究人员构建离网电源的最佳可再生能源组合

   绿意新能        

据外媒报道,印度贾瓦哈拉尔•尼赫鲁科技大学的一组科学家创建了一个模型,以寻找可再生能源的最佳组合,以在农村地区部署离网电力项目。


他们特别提出了一种以太阳能、风能、生物质能、沼气和燃料电池为基础,并与储能相结合的离网混合能源系统的模型,以为印度卡纳塔克邦的三个村庄提供绿色能源。他们的目标是找到最好的技术解决方案,该解决方案还可以提供最低的总系统净预设成本(TNPC)和最低的能源成本(COE)。


混合可再生能源系统通过美国国家可再生能源实验室(NREL)开发的HOMER软件以多种不同的配置进行设计。研究学者指出:“仿真分析选择最佳的动态规划和系统设计,这是有关电力需求的函数。HOMER软件还可以计算混合动力系统的总成本,并确定资本成本,更换成本、运行维护成本、燃料成本等。”

而且,他们使用了开发到Matlab软件中的遗传算法(GA)来评估基于约束的优化问题。这种算法通常用于通过模拟进化来找到优化或搜索问题的解决方案。


将这两种方法的结果与尺寸和成本参数的四种不同配置进行了比较。


第一种配置由一个装机容量为100kW的太阳能发电系统,一个装机容量为57kW的燃料电池,一个装机容量为60kW的沼气发电机,一个装机容量为50kW的生物质电厂,50个风力涡轮机和一个电池储能系统组成。它的年发电量估计为328,266kWh,剩余能源的利用率约为6.07%。第二种解决方案与第一种解决方案相同,但没有部署电池储能系统。它的年发电量为396,121千kWh,剩余电力的可用性为4.86%。


第三个选项与第一个选项具有相同的配置,但没有采用燃料电池。其预期年发电量为277,092kWh,剩余能源的可用性为20.65%。第四个也是最后一个设计仅基于具有相同尺寸且没有电池和燃料电池的光伏、沼气、生物质系统和风力发电机。预测年发电量276,755kWh,剩余电力的可用性为33.53%。


研究发现,第一种配置是最佳解决方案。研究人员说,“在比较使用HOMER和GA的混合可再生能源系统的所有四种组合时,基于GA的优化比,具有最低成本,其价格为0.163美元/kWh,因此具有更高的成本效益,与基于HOMER的系统相比,基于GA的系统还具有更大的太阳能发电渗透性和更少的碳排放。”


研究小组在迹个解决方案上进行了敏感性分析,以评估年度风速和生物质燃料价格的变化,结果表明该系统对生物质价格波动特别敏感。

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