محسن کیا

مقاله حاضر به ارائه روشی اجرایی و عملیاتی برای مطالعات فنی امکان سنجی احداث نیروگاه فتوولتائیک متصل به شبکه با ظرفیت 100 کیلووات به منظور اخذ مجوز سازمان انرژی نو ایران می پردازد. ماژول و اینورتر اجزای اصلی نیروگاه فتوولتائیک هستند و انتخاب ظرفیت و چیدمان مناسب آنها سبب افزایش بهره وری نیروگاه از پتانسیل انرژی خورشیدی موجود و نیز کاهش هزینه کلی سیستم می گردد. در این روش، ابتدا با توجه به موقعیت جغرافیایی محل احداث نیروگاه، آرایش آرایه های فتوولتائیک در زمین نیروگاه، با قید اشغال مساحت کمتر و نیز رعایت کردن فاصله لازم بین رشته های فتوولتائیک برای سهولت تعمیر و نگهداری و نیز جلوگیری از سایه افکنی ماژول ها روی هم صورت گرفته و زاویه بهینه پنل ها استخراج شده و به همراه پارامترهای اصلی برای طراحی اعم از ظرفیت نیروگاه، برند و نوع ماژول مربوطه و سطح ولتاژ اتصالی اینورتر به شبکه وارد نرم افزار Sunny Design می شوند. این نرم افزار حالات مناسب انتخاب اینورترها را مشخص کرده و حالت بهینه تعیین می شود. در روش پیشنهادی، بعد از انتخاب مدل ماژول و اینورتر، طراحی بهینه نیروگاه فتوولتائیک با در نظر گرفتن پارامتر هایی نظیر قابلیت اطمینان، هزینه، استفاده بهینه از مساحت زمین و افزایش کارایی اجزای نیروگاه با تعیین محدوده نقطه کار آنها با استفاده از نرم افزار PVSyst صورت می پذیرد. در این نرم-افزار، نحوه آرایش ماژول های فتوولتائیک در آرایه ها و تعداد رشته ها مشخص می گردد. در ادامه، منحنی های خروجی، سایه افکنی، تلفات با استفاده از نرم افزار PVSyst استخراج و تحلیل می گردند.

سیستم های فتوولتاییک یکی از پر مصرف ترین و کاربردی ترین موارد استفاده از انرژی خورشید محسوب می گردند. یکی از کاربردهای اینگونه سیستم ها کاربرد خانگی آنهاست. با توجه به مزایای این انرژی پاک در سال های اخیر، احداث سیستم های فتوولتاییک بر پشت بام و شیروانی منازل در کشورهای مختلف از استقبال خوبی برخوردار شده است. از طرفی، گسترش زندگی شهری باعث کاهش فضای کافی برای احداث این قبیل مولد ها شده است. در این شرایط، لزوم استحصال انرژی لازم برای واحدهای مسکونی در فضایی محدود بیش از پیش احساس می گردد. در این مقاله، ضمن طراحی ابعاد و چیدمان بهینه پنل های خورشیدی (شامل تعداد ردیف، طول و عرض پنل ها، فاصله بین پنل ها و شیب بهینه پنل ها نسبت به افق) برای یک واحد مسکونی با میزان انرژی مورد نیازِ مشخص، کمترین مساحت لازم برای تأمین این انرژی به دست آمده است. اثر سایه متقابل پنل ها بر روی یکدیگر نیز در این مقاله در نظر گرفته شده است. با توجه به ماهیت غیرخطی تابع هدف و قیود این مسأله، تکنیک های بهینه سازی هوشمند می توانند با دقت و سرعت بالایی پاسخگو به این مسئله باشند. بنابراین، برای این بهینه سازی از الگوریتم تبرید شبیه سازی شده به عنوان یکی از الگوریتم های مناسب استفاده شده است. برای ارزیابی این روش محاسبات به طور نمونه برای تأمین انرژی یک واحد مسکونی واقع در تهران با عرض جغرافیایی 7/35 درجه شمالی پیاده سازی شده است. نتایج حاکی از ابعاد 22 متر مربع برای تأمین انرژی سالانه یک واحد مسکونی با مصرف 4 مگاوات ساعت در سال خواهد بود. بنابراین، امکان احداث سیستم خورشیدی برای مجتمع های مسکونی با توجه به تعداد زیاد واحدها و محدودیت مساحت پشت بام وجود نخواهد داشت.

اولین گام در پیاده سازی نیروگاه های فتوولتائیک پیروی از استانداردهای معتبر جهانی موجود در زمینه ساخت این قبیل نیروگاه ها است. با توجه به سهولت مطالعه استانداردهای با متن فارسی و ایجاد بستر مناسبی جهت احداث نیروگاه های فتوولتائیک با استفاده از استانداردهای تدوین شده ملی، لزوم تدوین استانداردهای اولویت دار در سازمان استاتدارد بیش از پیش احساس می شود. هدف این مقاله گردآوری و دسته بندی استانداردهای جهانی موجود در این زمینه و انتخاب استانداردهای با اولویت بالا برای معرفی به سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران برای تدوین به عنوان استاندارد ملی ایران است. در طی این بررسی تعدادی استاندارد در حدود 600 استاندارد در زمینه سیستم های خورشیدی گردآوری شد. بعد از دو مرحله فیلتر تعداد 20 استاندارد برای بررسی نهایی و انتخاب 5 استاندارد برای تدوین باقی ماندند. با وجود معیارهای مختلف برای انتخاب استانداردهای اولویت دار، مسئله پیشِ رو یک مسئله تصمیم گیری چند معیاره است. بدین منظور در این مقاله از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) که یکی از ابزارهای قوی در مدل کردن معیارهای کمی و کیفی است استفاده می شود. در این روش با شناسایی گزینه ها و معیارهای مناسب، مدل تصمیم گیری تشکیل شده و با مقایسات انجام شده در این مدل، اولویت انتخاب استانداردها برای تدوین بدست آمدند.

استفاده از برنامه های مدیریت مصرف برق (Demand Side Management) یکی از روش های حفظ منافع مشترک جامعه، شرکت های برق و مصرف کنندگان انرژی الکتریکی است. برنامه های پاسخ گویی بار (Demand Response) در برگیرنده روش-هایی از برنامه های مدیریت مصرف برق است که به تغییر میزان مصرف در اثر تغییر در بازار اطلاق می شود. یکی از برنامه های پاسخ گویی بار که بر مبنای پرداخت تشویقی به مصرف کنندگان می باشد، برنامه پاسخ گویی بار اضطراری (Emergency Demand Response Programming) است. در این مقاله، به اجرای همزمان دو برنامه مشارکت واحدها با قید امنیت (Secutity Constraint Unit Commitment) و برنامه پاسخ-گویی بار اضطراری (EDRP) بهینه پرداخته شده است ضمن اینکه نسبت به پارامترهای مؤثر در برنامه EDRP، تحلیل حساسیت ارائه شده و نتایج بدست آمده مورد تحلیل قرار گرفته است. با توجه به اینکه اجرای همزمان مسأله مشارکت واحدها و برنامه پاسخ گویی بار یک مسأله پیچیده غیرخطی با متغیرهای پیوسته و گسسته می باشد، با استفاده از روش های خطی سازی از تکنیک برنامه ریزی خطی اعداد صحیح (Mix Integer Linear Programming) استفاده شده است. برای اجرای بهینه سازی از نرم افزار GAMS 23.6 استفاده شده که نرم افزار بسیار قوی در امر بهینه سازی می باشد. روش پیشنهادی بر روی شبکه 24 شین استاندارد IEEE-RTS اجرا شده و نتایج در ادامه مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

با توجه به رشد روزافزون تقاضای انرژی الکتریکی، لزوم برنامه ریزی توسعه انتقال (Transmission Expansion Planning=TEP) امری اجتناب ناپذیر می باشد. برنامه توسعه انتقال به معیارهای مختلفی وابسته است. در این مقاله، ابتدا به بررسی معیارهای موثر در برنامه ریزی توسعه انتقال پرداخته شده وسپس یک مدل برای TEP پیشنهاد گردیده است. در این مدل با استفاده روش تحلیل سلسله مراتبی (Analytical Hierarchy Process=AHP) و تکنیک آنتروپی که یکی از تکنیک های ارزیابی اوزان در روش تصمیم گیری چند شاخصه (MADM= Muli Atribute Decision Making) می باشد، به برنامه ریزی توسعه انتقال پرداخته شده است. برای این منظور، پنج معیار اساسی معرفی و با استفاده از روش پیشنهادی AHP و تکنیک آنتروپی به بهینه سازی مسأله TEP پرداخته می شود. برای بررسی کارایی الگوریتم پیشنهادی، روش مذکور بر روی شبکه 14 شین IEEE پیاده سازی شده است.

افزایش روزافزون تقاضای انرژی الکتریکی و محدودیت های تولید انرژی با استفاده از سوخت های فسیلی، تولیدکنندگان و مصرف کنندگان را به استفاده از واحدهای تولید پراکنده ترغیب نموده است. با وجود تکنولوژی های متنوع در تولیدات پراکنده، محدودیت در سرمایه گذاری روی تمام این تکنولوژی ها به خاطر محدودیت در منابع ملی و وجود برخی الزامات برای انواع تولیدات پراکنده امری غیر قابل انکار است؛ از اینرو اولویت بندی تکنولوژی های برتر در کشور جهت سرمایه گذاری و همچنین مدیریت منابع مالی و تخصیص میزان مناسبی از منابع مالی به هر تکنولوژی از اهمیت خاصی برخوردار خواهد بود. هدف این مقاله در گام اول ارزیابی فاکتورهای جذابیت تکنولوژی های تولید پراکنده در کشور بوده و در گام بعد اولویت بندی و مدیریت سرمایه در حوزه ی تولیدات پراکنده است. در این روش پیشنهادی، با استفاده از تکنیک آنتروپی و روش تحلیل سلسله مراتبی که از روش های تصمیم گیری چند شاخصه است که برای مدیریت سرمایه در تولیدات پراکنده پیشنهاد شده است. از مزایای روش آنتروپی آسان نمودن تصمیم گیری برای تصمیم گیران در حل مسائل بزرگ و در نظر گرفتن عدم قطعیت تصمیم گیران در مسائل است.