Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá hiệu suất hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới cho làng Kuttiady ở Kerala, Ấn Độ
Tóm tắt
Để chống lại các tác động xấu đến môi trường từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện và bảo tồn nhiên liệu cho các mục đích chiến lược, các nguồn năng lượng mới, sạch và tái tạo đang được khai thác để sản xuất điện. Nghiên cứu này trình bày phân tích kinh tế-kỹ thuật của một nhà máy năng lượng mặt trời quang điện (PV) hòa lưới nhằm đáp ứng một phần nhu cầu tiêu thụ năng lượng của người dân làng Kuttiady ở Kerala, Ấn Độ. Nhà máy PV với công suất lắp đặt 2315.5 kW được xác định là khả thi cho làng và có thể sản xuất 3878.3 MWh năng lượng hàng năm trong khi nhu cầu là 4044.86 MWh với hệ số công suất nhà máy là 19.1% và chi phí năng lượng là 290.73 $/MWh. Hiệu suất của nhà máy PV được đề xuất, được đo bằng lợi suất cuối (4.59 h), lợi suất tham chiếu (5.64 h) và tỉ lệ hiệu suất (82%), tương đương hoặc thậm chí cao hơn nhiều nhà máy tương tự ở Ấn Độ và các nước khác. Phân tích độ nhạy kinh tế cũng được thực hiện bằng cách thay đổi lãi suất, tỷ lệ chiết khấu và tỷ lệ lạm phát để kiểm tra ảnh hưởng của chúng đến chi phí năng lượng, tỉ lệ lợi ích-chi phí và thời gian hoàn vốn. Khi lãi suất và tỷ lệ chiết khấu giảm, chi phí năng lượng và thời gian hoàn vốn cũng giảm trong khi tỷ lệ lợi ích-chi phí tăng lên. Nhà máy được đề xuất có thể giúp tránh khoảng 785 tấn khí nhà kính xâm nhập vào khí quyển địa phương của làng Kuttiady.
Từ khóa
#năng lượng tái tạo #điện năng lượng mặt trời #phân tích kinh tế-kỹ thuật #hiệu suất năng lượng #khí nhà kínhTài liệu tham khảo
Ali SMH, Zuberi MJS, Tariq MA, Baker D, Mohiuddin A (2015) A study to incorporate renewable energy technologies into the power portfolio of Karachi. Pakistan Renew Sustain Energy Rev 47:14–22
Adaramola MS, Vågnes EET (2015) Preliminary assessment of a small-scale roof top PV-grid tied in Norwegian climatic conditions. Energy Convers Manag 90:458–465
Al-Zoubi H, Al-Khasawneh Y, Omar W (2021) Design and feasibility study of an on-grid photovoltaic system for green electrification of hotels: a case study of Cedars hotel in Jordan. Int J Energy Environ Eng 12:611–626
Allouhi A, Saadani R, Kousksou T, Saidur R, Jamil A, Rahmoune M (2016) Grid-connected PV systems installed on institutional buildings: technology comparison, energy analysis and economic performance. Energy Build 130:188–201
Ayompe LM, Duffy A, McCormack SJ, Conlon M (2011) Measured performance of a 1.72 kW rooftop grid connected photovoltaic system in Ireland. Energy Convers Manag 52:816–825
Chimtavee A, Ketjoy N (2012) PV generator performance evaluation and load analysis of the PV microgrid system in Thailand. Procedia Eng 32:384–391
Chang K-C, Hagumimana N, Zheng J, Norense G, Asemota O, Niyonteze JDD, Nsengiyumva W, Nduwamungu A, Bimenyimana S (2021) Standalone and minigrid-connected solar energy systems for rural application in Rwanda: an in situ study. Int J Photoenergy 2021:1211953
Das S, Tang YK, Marma S, Hasan K, Ahmed K, Nessa A, Ali MTB, Pal SK, Li C, Marma DAG (2021) Design and analysis of an AC coupled photovoltaic system for an off-grid community in Chittagong Hill Tracts. In: 6th International Conference on Renewable Energy Generation and Applications (ICREGA), Al Ain, United Arab Emirates, 02–04 Feb 2021, pp. 39–43. ISBN
Desai A, Mukhopadhyay I, Ray A (2021) Techno-economic-environment analysis of solar PV smart microgrid for sustainable rural electrification in agriculture community. IEEE 48th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2021, pp. 2281–2285, https://doi.org/10.1109/PVSC43889.2021.9518454.
Dhiman B, Kumar T, Rituraj G, Bhalla K, Chakrabarti D (2019) Study of small scale photovoltaic applications in rural Indian household context. J Phy: Conf Ser 1343:012095
Drury E, Denholm P, Margolis R (2011) The impact of different economic performance metrics on the perceived value of solar photovoltaics. Tech Rep, 1–44.
Drif M, Pérez PJ, Aguilera J, Almonacid G, Gomez P, De la Casa J et al (2007) University project. A grid connected photovoltaic system of at Jaén University. Overview and performance analysis. Sol Energy Mater Sol Cells 91:670–683
Duffie JA, Beckman WA (2006) Solar engineering of thermal processes. 3rd Editio. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.; 2006
Eke R, Demircan H (2013) Performance analysis of a multi crystalline Si photovoltaic module under Mugla climatic conditions in Turkey. Energy Convers Manag 65:580–586
El-houari H, Allouhi A, Rehman S, Buker MS, Kousksou T, Jamil A, Amrani BE (2019) Design, simulation and economic optimisation of an off-grid photovoltaic system for rural electrification. Energies 12:4735
Fahmi MI, Raj Kumar R, Arelhi R, Isa D (2014) Solar PV system for off-grid electrification in rural area. Third International Conference on Clean Energy Technology (CEAT). https://doi.org/10.1049/cp.2014.1496
George A, Krishnan J (2000) An overview of the electricity sector in Kerala. The reform process and regulatory commissions in the electricity sector: developments in different states of India.
Gunen MA (2021) Determination of the suitable sites for constructing solar photovoltaic power plants in Kayseri, Turkey using GIS based ranking and AHP methods. Environ Sci Poll Res 28:57232–57247
Hajiah A, Khatib T, Sopian K, Sebzali M (2012) Performance of grid-connected photovoltaic system in two sites in Kuwait. Int J Photoenergy 2012:178175
Ibrik IH (2019) Palestine by using micro-grid solar energy. Cogent Eng 6(1):1638574
Imam AA, Al-Turki YA, Kumar SR (2020) Techno-economic feasibility assessment of grid-connected PV systems for residential buildings in Saudi Arabia- case study. Sustainability 12:262
Johnson DO, Ogunseye AA (2017) Grid connected photovoltaic system design for local government offices in Nigeria. Nigerian J Technol 36(2):571–581
Kumar GV, Sharma S (2021) Optimum sizing and economic assessment of hybrid microgrid for domestic load under various scenario. International Journal of Renewable Energy Research 11:235–246
Kymakis E, Kalykakis S, Papazoglou TM (2009) Performance analysis of a grid connected Photovoltaic Park on the island of Crete. Energy Convers Manag 50:433–438
Kymakis E, Kalykakis S, Papazoglou TM (2008) Performance analysis of a grid connected photovoltaic park on the island of Crete. Energy Convers Manag 50:433–438
Marion B, Adelstein J, Boyle K, Hayden H, Hammond B, Fletcher et al (2005) Performance parameters for grid-connected PV systems. Conf. Rec. IEEE Photovolt. Spec. Conf., Florida: U.S. Department of Energy; 2005. p. 1–7. https://doi.org/10.1109/PVSC.2005.1488451.
Mbinkar EN, Asoh DA, Tchidjan R, Baldeh A (2021) Design of a photovoltaic mini-grid system for rural electrification in Sub-Saharan Africa. Energy and Power Eng 13:91–110
Nafeh AAE (2009) Design and economic analysis of a stand-alone PV system to electrify a remote area household in Egypt. The Open Renew Energy J 2:33–37
Nfah EM, Ngudam JM, Kenne G (2019) Photovoltaic hybrid systems for remote villages. ARIMA J 30:1–15
Omar MA, Mahmoud MM (2019) Design and simulation of a PV system operating in grid-connected and stand-alone modes for areas of daily grid blackouts. Int J Photoenergy 2019:5216583
Okello D, Van Dyk EE, Voster FJ (2015) Analysis of measured and simulated per formance data of a 3.2 kWp grid connected PV system in Port Elizabeth. South Africa Energy Convers Manag 100:10–15
Pal I, Al-Tabbaa A (2009) Trends in seasonal precipitation extremes–an indicator of ‘climate change’ in Kerala. India Journal of Hydrology 367(1–2):62–69
Paidipati J, Frantzis L, Sawyer H, Kurrasch A (2008) Rooftop photovoltaics market penetration scenarios. Golden, CO (United States), https://doi.org/10.2172/924645.
Prasad AR, Shankar R, Patil CK, Karthick A, Kumar A, Rahim R (2021) Performance enhancement of solar photovoltaic system for rooftop garden. Environ Sci Poll Res 28:50017–50027
Padmavathi K, Daniel SA (2013) Performance analysis of a 3 MWp grid-connected solar photovoltaic power plant in India. Energy Sustain Dev 17:615–625
Rehman S, Aliyu KN, Alhems LM, Mohandes MA, Himri Y, Allouhi A (2021) A comprehensive global review of building integrated photovoltaic systems. FME Trans 49(2):253–268
Rehman S, Natarajan N, Vasudevan M, Alhems LM (2020a) Assessment of wind energy potential across varying topographical features of Tamil Nadu. India Energy Explor Exploit 38(1):175–200
Rehman S, Natrajan N, Mohandes MA, Alhems LM, Himri Y, Allouhi A (2020b) Feasibility study of hybrid power systems for remote dwellings in Tamil Nadu, India. IEEE Access 8:143881–143890. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3014164
Sadati SMS, Jahani E, Taylan O (2015) Technical and economic analyses for sizing PV power plant with storage system for METU NCC. Proc. ASME 2015 Int. Mech. Eng. Congr. Expo. IMECE2015, 2015, p. 1–8. https://doi.org/10.1115/imece2015-50959.
Sharma R, Goel S (2017) Performance analysis of a 11.2 kWp roof top grid-connected PV system in Eastern India. Energy Rep 3:76–84
Sharma V, Chandel SS (2013) Performance analysis of a 190 kWp grid interactive solar photovoltaic power plant in India. Energy 55:476–485
Short W, Packey D, Holt T (1995) A manual for the economic evaluation of energy effiency and renewable energy technologies. Golden, CO (United States)
Wassie YT, Adaramola MS (2021) Socio-economic and environmental impacts of rural electrification with solar photovoltaic systems: evidence from Southern Ethiopia. Energy Sustain Develop 60:52–66