最佳可再生能源組合將出現

2020-11-24 OFweek維科網

導讀：印度科學家提出了一種設計離網混合能源系統的模型，該系統基於太陽能、風能、生物質能、沼氣和燃料電池的結合，並與儲能相連接，用於為印度卡納塔克邦的三個村落集群供電。該模型通過HOMER軟體和遺傳算法實現。

印度賈瓦哈拉爾·尼赫魯科技大學的阿納塔普爾的斯裡·文卡茨斯瓦拉工程技術學院（SVCET）的一組科學家創建了一個模型，以尋找可再生能源的最佳組合，用於在農村地區部署離網發電項目。

他們特別提出了一個離網混合能源系統的模型，該系統基於太陽能、風能、生物質能、沼氣和燃料電池的結合，並與儲能相連接，用於為印度卡納塔克邦的三個村落集群供電。他們的目標是找到最佳的技術解決方案，既能提供最低的總系統淨預置成本（TNPC），又能提供最低的能源成本（COE）。

通過由美國國家可再生能源實驗室（NREL）開發的HOMER軟體，以多種不同的配置設計了混合可再生能源系統。學者指出：「仿真分析選擇最佳的動態規劃和系統設計，這是電力需求的函數。HOMER還執行混合動力系統的總成本，並確定資本成本，更換成本，運行維護成本，燃料成本等。」

此外，他們使用開發成Matlab軟體的遺傳算法（GA）來評估基於約束的優化問題。這種算法通常通過模擬進化的方式來尋找優化或搜索問題的解決方案。將兩種方法的結果與四種不同的尺寸和成本參數進行了比較。

第一種配置由一個100 kW的光伏系統，一個57 kW的燃料電池，一個60 kW的沼氣發電機，一個50 kW的生物質電廠，50個風力渦輪機和一個電池組成。它的年發電量估計為328，266 kWh，剩餘能源的利用率約為6．07％。第二種解決方案與第一種解決方案相同，但沒有電池。它的年發電量為396，121千瓦時，剩餘電力的可用性為4．86％。

第三個選項與第一個選項具有相同的配置，但沒有燃料電池。它的預期年發電量為277，092千瓦時，剩餘能源的可用性為20．65％。第四個也是最後一個設計僅基於具有相同尺寸且沒有電池和燃料電池的光伏，沼氣，生物質系統和風力渦輪發電機。預測年發電量276，755千瓦時，剩餘電力的可用性為33．53％。

發現第一種配置是最佳解決方案。印度小組說：「在比較使用HOMER和GA的混合可再生能源系統的所有四種組合時，基於GA的優化比具有最低COE，＄ 0．163 ／ kWh和0％未滿足負荷的HOMER 系統具有更高的成本效益，與基於HOMER的系統相比，基於GA的系統具有更高的光伏滲透率和更少的二氧化碳排放。」

對該解決方案進行了敏感性分析，以評估年度風速和生物質燃料價格的變化，結果表明系統對生物質價格波動特別敏感。

該模型在《能源報告》中發表的針對農村地區電氣化的離網混合可再生能源系統的建模和優化中進行了描述。

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