Design and Simulation of Solar Photovoltaic Powered Cathodic Protection Systems
Date
2015
Authors
Abdurrahman Jamal Khalid Samoudi
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
This thesis discusses the using of cathodic protection (CP) technology for providing protection against corrosion of Submarines and underground pipeline distribution networks (PDN) in Palestine. Solar photovoltaic (PV) energy is used to supply an impressed current cathodic protection (ICCP) system. The design deals with three alternatives depending on the percentage of protected surface area from the total area of the pipelines, the alternative A, B and C represent 90%, 95% and 98% respectively. A simple model has been built through Simulink/MATLAB software in this thesis.
Economic analysis is applied to compare between rehabilitation of the damaged pipelines and using the PV powered ICCP system for each alternative. The economic analysis shows that the saving through using PV powered ICCP system instead of rehabilitation of the pipelines is very large. The saving for the alternatives presented as: (A) is $3,985,440 from $5,371,493, (B) is $1,840,670 from $2,688,311 and (C) is $1,015,603 from $1,075,350. These savings represent percentages of 74.2%, 68.47% and 94.44% of the rehabilitation cost for the alternatives A, B and C respectively.
تتناول هذه الأطروحة استخدام تكنولوجيا الحماية المهبطية لتوفير الحماية من التآكل لشبكة توزيع أنابيب تحت سطح البحر و تحت الأرض في فلسطين. نظام الحماية الهبطية يستخدام الطاقة الكهربائية المولدة من الخلايا الكهروضوئية لتزويد نظام الحماية المهبطية المغذى بمصدر تيار خارجي. تصميم نظام الحماية المهبطية المغذى بالطاقة المولدة من الخلايا الكهروضوئية يتعامل مع ثلاث حالات تعتمد على نسبة المساحة المحمية من المساحة الإجمالية لخطوط الأنابيب، والحالات هي:(أ) و (ب) و (ج) تمثل 90٪ و 95٪ و 98٪ على التوالي. تم عمل محاكاة لنظام الحماية المهبطية باستخدام الخلايا الكهروضوئية وذلك من خلال استخدام تطبيق السميولنك في برنامج الماتلاب تم عمل تحليل اقتصادي للمقارنة بين إعادة تأهيل خطوط الأنابيب التالفة نتيجة لتآكل واستخدام نظام الحماية المهبطية المغذى بالطاقة المولدة من الخلايا الكهروضوئية في كل الحالات. يظهر التحليل الاقتصادي أن استخدام نظام الحماية المهبطية المغذى بالطاقة المولدة من الخلايا الكهروضوئية بدلا من إعادة تأهيل خطوط الأنابيب ينتج عنه فرق كبير جدا في التكلفة. المدخرات من تكلفة إعادة التأهيل في الحالة (أ) هو 3985440 $ من 5371493 $، وفي الحالة (ب) هو 1840670 $ من 2688311 $ وفي الحالة (ج) هو 1015603 $ من 1075350 $. هذه المدخرات وتمثل نسبة 74.2٪ و 68.47٪ و 94.44٪ من تكلفة إعادة تأهيل بدائل (أ) و (ب) و (ج) على التوالي.
تتناول هذه الأطروحة استخدام تكنولوجيا الحماية المهبطية لتوفير الحماية من التآكل لشبكة توزيع أنابيب تحت سطح البحر و تحت الأرض في فلسطين. نظام الحماية الهبطية يستخدام الطاقة الكهربائية المولدة من الخلايا الكهروضوئية لتزويد نظام الحماية المهبطية المغذى بمصدر تيار خارجي. تصميم نظام الحماية المهبطية المغذى بالطاقة المولدة من الخلايا الكهروضوئية يتعامل مع ثلاث حالات تعتمد على نسبة المساحة المحمية من المساحة الإجمالية لخطوط الأنابيب، والحالات هي:(أ) و (ب) و (ج) تمثل 90٪ و 95٪ و 98٪ على التوالي. تم عمل محاكاة لنظام الحماية المهبطية باستخدام الخلايا الكهروضوئية وذلك من خلال استخدام تطبيق السميولنك في برنامج الماتلاب تم عمل تحليل اقتصادي للمقارنة بين إعادة تأهيل خطوط الأنابيب التالفة نتيجة لتآكل واستخدام نظام الحماية المهبطية المغذى بالطاقة المولدة من الخلايا الكهروضوئية في كل الحالات. يظهر التحليل الاقتصادي أن استخدام نظام الحماية المهبطية المغذى بالطاقة المولدة من الخلايا الكهروضوئية بدلا من إعادة تأهيل خطوط الأنابيب ينتج عنه فرق كبير جدا في التكلفة. المدخرات من تكلفة إعادة التأهيل في الحالة (أ) هو 3985440 $ من 5371493 $، وفي الحالة (ب) هو 1840670 $ من 2688311 $ وفي الحالة (ج) هو 1015603 $ من 1075350 $. هذه المدخرات وتمثل نسبة 74.2٪ و 68.47٪ و 94.44٪ من تكلفة إعادة تأهيل بدائل (أ) و (ب) و (ج) على التوالي.