تشكيل أنظمة الطاقة المتجددة بكفاءة عالية وتكلفة منخفضة لمنطقة منى

Abstract

تقع منى في منطقة مكة المكرمة ، المملكة العربية السعودية حيث توجد 100000 خيمة مكيفة لتوفير الإقامة المريحة للحجاج. وقد تبين من المسح الأدبي أنه خلال موسم الحج 2018 كان الطلب على الكهرباء في اليوم حوالي 285 ميجاوات، 70٪ من تلك الكهرباء كانت تستخدم في تكييف والتبريد. تم تزويد هذه الطاقة بالكامل من محطات الطاقة التقليدية التي تعمل بالوقود الأحفوري (النفط والغاز الطبيعي). إن الاعتماد المستمر على الوقود الأحفوري الذي يمثلا مصدر أساسي للطاقة قد يستنفد سريعا ، وقد يسبب التلوث البيئي ، وله أثار سلبي للغاية على صحة الإنسان والاقتصاد الوطني. لذلك ، قد يكون استخدام مزيج من مصادر الطاقة المتجددة المختلفة المسماة بنظام الطاقة المتجددة المختلط (HRES) حلاً لهذه المشكلة. في هذا الصدد ، تعرض هذه الورقة تنفيذ منهجية جديدة باستخدام برنامج (HOMER) الشهير للتوصل إلى تصميم مرن للشبكة HRES. وقد تم إختيار منطقة منى في المملكة العربية السعودية لإجراء تقييم تقني-اقتصادي مفصل ، وتحليلات للأداء التشغيلي ، وتقييم الجوانب البيئية المتعلقة بالنظام المذكور لكل من الأنظمة المتصلة بالشبكة. تم النظر في أنظمة مختلفة من الخلايا الكهروضوئية (PV) ، ومولدات الديزل ، وبطاريات التخزين في هذا العمل لمعرفة أي مجموعة تناسب المنطقة بتكلفة منخفضة وأثر بيئي أقل. كما تم إجراء تحليل الحساسية لتمثيل آثار تغيير المعايير الرئيسية ، مثل: الوقود ، PV ، أسعار البطاريات ، إعادة البيع ، شراء الطاقة والحمل المطلوب بالنسبة لأداء النظام. تظهر النتائج بأن الأفضلية تتجه نحو استخدام مصادر الطاقة المتجددة التي بدورها تعتبر أقل تكلفة. يعتبر نظام PV / Diesel / Battery الهجين الأفضل تقنيا بالمقارنة مع جميع السيناريوهات الأخرى لكل من التوصيلات الخارجية والشبكة ، بالاضافة الى تمتعها بالأداء الاقتصادي والبيئي الجيد ، مما يؤدي إلى زيادة استدامة النظام.

In this paper, the implementation of a novel approach using Hybrid Optimization of Multiple Electric Renewables (HOMER) software to come up with a flexible design of a hybrid renewable energy sources (HRES) is presented. Mina region of Makkah, Saudi Arabia has been considered to conduct detailed techno-economic assessments, analyses of operational performance, and the evaluation of environmental aspects relating to the aforementioned system for both off-grid and grid connected modes. Different combination of photovoltaic (PV), diesel generators, and storage batteries has been considered in this work to see which combination fits the city with low cost of energy and less environmental effect. A sensitivity analysis was also conducted to represent the effects of changing main parameters, such as; fuel, sell-back, power purchase and load demand on the system performance. The results show more trends towards using renewable energy sources in energy which has the lowest net present cost (NPC) and the cost of energy (COE). Hybrid PV/Diesel/Battery system is seen to be the best technical performance compared to all other scenarios for both off-grid and on-grid connections, while also reporting good economic and environmental performance, which result in increased system sustainability.