كنفرانس بين المللی مهندسی صنايع و سيستم ها

صفحه اصلی / یازدهمین كنفرانس بين المللی مهندسی صنايع و سيستم ها

بهینه‌سازی تعداد پنل‌های خورشیدی سیستم فتوولتاییک در خانه‌های هوشمند: ارائه یک مدل ریاضی تصادفی دو مرحله‌ای با در نظر گرفتن عوامل مؤثر و عدم قطعیت تولید برق روزانه توسط پنل‌های خورشیدی

نویسندگان :

فاطمه کوهی¹ فرید ممیزی² کامیار صبری لقائی³

1- دانشگاه صنعتی ارومیه 2- دانشگاه صنعتی ارومیه 3- دانشگاه صنعتی ارومیه

کلمات کلیدی :

برنامه‌ریزی تصادفی،بهینه‌سازی مصرف انرژی،مدیریت انرژی خانگی،سیستم‌های فتوولتاییک،خانه‌ هوشمند،پنل خورشیدی

چکیده :

افزایش تقاضای انرژی و همچنین چالش‌های محیط‌زیستی، بهینه‌سازی مصرف انرژی در بخش‌های مسکونی با سهم ۳۳.۲ درصدی در ایران را به یک ضرورت حیاتی جهت مدیریت بحران انرژی و قطعی‌های مکرر برق و آلودگی محیط زیست تبدیل کرده است. در این پژوهش یک مدل ریاضی عدد صحیح تصادفی دو مرحله‌ای‌ جهت تعیین تعداد بهینه پنل‌های خورشیدی با ارائه برنامه زمان‌بندی مصرف انرژی لوازم خانگی هوشمند توسعه داده شده است. دراین تحقیق عوامل فنی، محیطی و اقتصادی از جمله فضای نصب، آلودگی هوا، هزینه پنل خورشیدی و قیمت انرژی در نظر گرفته شده است. از عوامل مهم غیرقطعی، توان تولیدی سلول خورشیدی در روزهای مختلف سال در نظر گرفته شده است. با توجه به اینکه توان تولیدی توسط پنل های خورشیدی در روزهای مختلف سال متفاوت هست و توان تولیدی هر روز به عنوان یک سناریو در نظر گرفته می‌شود بنابراین از روش تبدیل مدل ریاضی تصادفی به مدل ریاضی سناریو محور، مدل پیشنهادی توسط نرم افزار GAMS حل شده است. با توجه به اینکه تعداد 365 سناریو، حل مدل پیشنهادی زمان زیادی لازم دارد از روش کاهش سناریوها با استفاده از روش میانگین‌گیری استفاده شده است و تعداد سناربوها به تعداد 12 عدد ماهانه کاهش داده شده است. نتایج نشان می‌دهد در کشورهای با قیمت بالای انرژی (مانند آلمان)، نصب ۱۵ تا ۷۶ پنل خورشیدی توجیه اقتصادی دارد، اما در ایران به‌دلیل قیمت یارانه‌ای انرژی، حداکثر ۱۱ پنل مقرون‌به‌صرفه است. افزایش آلودگی هوا، تعداد پنل را افزایش می‌دهد همچنین مدیریت هوشمند لوازم خانگی تا ۲۵ درصد از هزینه‌ها می‌کاهد.