تحليل أداء وحساب الحجم المثالي لمنظومة طاقة متجددة مستقلة للطاقة الشمسية الكهروضوئية والبطاريات على نطاق واسع في المناطق الحضرية

الملخص

تتطلب طبيعة الخصائص المتقطعة لمصادر الطاقة المتجددة إيجاد حلاً فعالاً لتخزين الطاقة على المدى الطويل. وقد أثبتت دمج البطاريات جدواها الاقتصادية كتقنية فعالة لتخزين الكهرباء وضمان استمرارها، وتوافقها مع أنظمة الطاقة المتجددة (RESs)، وبالأخص مع تقنيات الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV). وبالرغم من ذلك يبقى تحديد الحجم الأمثل لمكونات النظام يشكل تحديًا كبيرًا نتيجة التفاعلات غير الخطية بين هذه المكونات. تهدف هذه الدراسة الي اقتراح منهجية فعالة لتحديد الحجم الأمثل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية المدمج مع البطاريات لضمان إمدادات مستدامة للطاقة الكهربائية لمنطقة وادي الشاطئ، وهي منطقة حضارية تقع جنوب ليبيا.  تم دراسة عدة سيناريوهات تشغيلية مقيدة في ظل عدم اليقين لتحديد الحجم المثالي لنظام الهجين المقترح باستخدام خوارزمية تكرارية بطريقة التجربة والخطأ. أظهرت النتائج ان النظام المقترح يتكون من حقل طاقة شمسية كهروضوئية بقدرة 600 ميغاواط مع سعة تخزين بطارية تبلغ 2460 ميغاواط ساعة، والذي يولد طاقة كافية لتغطية حمل سنوي يُقدّر بنحو 590,018 ميغاواط ساعة. ومن المتوقع أن يساهم النظام المقترح في منع انبعاث حوالي 611 طنًا سنويًا من ثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى إمكانية تصدير فائض الطاقة إلى الشبكة الوطنية. ويُقدّر إجمالي تكلفة الاستثمار بـحوالي 1.743 مليار دولار، بينما بلغت تكلفة انتاج وحدة الطاقة (LCOE) مع وبدون اخذ التكلفة الاجتماعية لثاني أكسيد الكربون في الاعتبار حوالي 62 و135 دولارًا لكل ميغاواط ساعة على التوالي، مع فترة استرداد تصل إلى 11.51سنة و19.86 سنة على التوالي.