Techno-Economic Analysis and Energy Management of Installation onGrid PV Systems “An-Najah National Hospital as Case Study’’
Date
2016
Authors
Ahmad Yousef Khaled Khlouf
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
This thesis analyzes the performance of implementation of on-grid PV systems and energy management system in Palestine, from thetechnical and financial point of view. Also the design and simulation of a 104kWp grid connected PV system and a Demand Side Management (DSM) system for An-Najah National Hospital and summarizes its performance results using PVsyst computer software. The simulation results were positive as the peak demand was reduced from 240kW to 160kW for building
This PV system and DSM system is comprised of the following components. An array consist of PV modules produced from apolycrystalline solar cell of 330W, making up a total peak power of 104 kW. In addition, there are five dual mode inverters of 20kW and an energy storage system of 68 kWh which used in energy management and shortages cases.
The system will produce about 187000kWh per year. From economical viewpoint PV systems and DSM systems have high initial cost which was about 187000$, but the economic evaluation of the system shows that unit cost of the system was about 0.19$/kWh and 0.15$/kWh for PV system with DSM and for PV system without DSM which was less than from energy cost from NEDCO which selling energy to consumer by 0.21$/kWh this means the unit cost is acceptable in both cases and makes annual saving about 40000$ in electrical energy bills. In the economic evaluation the Rate of Return (ROR) method and Simple Payback Period SPBP was considered and the ROR was about 23% and the SPBP was 7 years including battery replacement cost and these results show that the system has high revenues and profit for the lifetime, in other words, the project is highly feasible.
هذه الدراسة قامت على تحليل أداء تركيب أنظمة الطاقة الكهروضوئية على الشبكات الكهربائية ودراسة أنظمة إدارة الطاقة في فلسطين، من الناحية الفنية والمالية. و تصميم ومحاكاة نظام شمسي بقدرة 104 كيلووات متصل على شبكة الكهرباء كما انه تم تصميم ومحاكاة استخدام أنظمة إدارة الطاقة الكهربائية وإدارة الأحمال لمستشفى النجاح وكانت نتائج المحاكاة إيجابية حيث انه تم تخفيض ذروة الأحمال من 240 كيلووات إلى 160 كيلووات. ويتألف هذا النظام الكهروضوئية ونظام إدارة الطاقة من العناصر التالية. مجموعة من الخلايا الكهروضوئية بقد330واط، موصلة مع بعضها البعض عن تريق التوالي والتوازي بحيث تصل قدرتها الإجمالية إلي ما يقارب 104 كيلووات. وبالإضافة إلى ذلك، هناك خمسة محولات ثنائية العمل بقدرة 20 كيلووات ، كما انه يوجد نظام لتخزين الطاقة بسعة 68 كيلووات - ساعة والتي تستخدم في إدارة الطاقة. من المتوقع ان يقوم النظام بانتاج ما يقارب على 187000 كيلووات - ساعة سنويا. من وجهة نظر اقتصادية فان الأنظمة الكهروضوئية وأنظمة ادارة الطاقة ذات تكلقة ابدتائية عالية حيث كانت ما يقارب 187،000 دولار أمريكي، ولكن التقييم الاقتصادي للنظام تبين أن تكلفة الوحدة من نظام كان حوالي 0.19 دولار لكل كيلووات ساعة مع استخدام انظمة ادارة الطاقة و0.1 دولار لكل كيلووات ساعة في حال عدم استخدام انظمة ادارة الطاقة وقد كانت في كلتا الحالتان أقل من من تكلفة الطاقة التي يتم شرائها من شركة كهرباء الشمال التي تبيع الطاقة للمستهلك بسعر 0.21 دولار لكل كيلووات في الساعة وهذا يعني أن تكلفة الوحدة هي مقبولة في كلتا الحالتين، حيث انه يوجد ادخار سنوي بما يقارب 40000 دولار في فواتير الطاقة الكهربائية. ايضا فانه في دراسة الجدوى الاقتصادية فقد تبين معدل العائد كان حوالي 23% و فترة الاسترداد ما يقارب الست سنوات مما يعني أن هذه الانظمة لها إيرادات عالية وانها مجدية جدا.
هذه الدراسة قامت على تحليل أداء تركيب أنظمة الطاقة الكهروضوئية على الشبكات الكهربائية ودراسة أنظمة إدارة الطاقة في فلسطين، من الناحية الفنية والمالية. و تصميم ومحاكاة نظام شمسي بقدرة 104 كيلووات متصل على شبكة الكهرباء كما انه تم تصميم ومحاكاة استخدام أنظمة إدارة الطاقة الكهربائية وإدارة الأحمال لمستشفى النجاح وكانت نتائج المحاكاة إيجابية حيث انه تم تخفيض ذروة الأحمال من 240 كيلووات إلى 160 كيلووات. ويتألف هذا النظام الكهروضوئية ونظام إدارة الطاقة من العناصر التالية. مجموعة من الخلايا الكهروضوئية بقد330واط، موصلة مع بعضها البعض عن تريق التوالي والتوازي بحيث تصل قدرتها الإجمالية إلي ما يقارب 104 كيلووات. وبالإضافة إلى ذلك، هناك خمسة محولات ثنائية العمل بقدرة 20 كيلووات ، كما انه يوجد نظام لتخزين الطاقة بسعة 68 كيلووات - ساعة والتي تستخدم في إدارة الطاقة. من المتوقع ان يقوم النظام بانتاج ما يقارب على 187000 كيلووات - ساعة سنويا. من وجهة نظر اقتصادية فان الأنظمة الكهروضوئية وأنظمة ادارة الطاقة ذات تكلقة ابدتائية عالية حيث كانت ما يقارب 187،000 دولار أمريكي، ولكن التقييم الاقتصادي للنظام تبين أن تكلفة الوحدة من نظام كان حوالي 0.19 دولار لكل كيلووات ساعة مع استخدام انظمة ادارة الطاقة و0.1 دولار لكل كيلووات ساعة في حال عدم استخدام انظمة ادارة الطاقة وقد كانت في كلتا الحالتان أقل من من تكلفة الطاقة التي يتم شرائها من شركة كهرباء الشمال التي تبيع الطاقة للمستهلك بسعر 0.21 دولار لكل كيلووات في الساعة وهذا يعني أن تكلفة الوحدة هي مقبولة في كلتا الحالتين، حيث انه يوجد ادخار سنوي بما يقارب 40000 دولار في فواتير الطاقة الكهربائية. ايضا فانه في دراسة الجدوى الاقتصادية فقد تبين معدل العائد كان حوالي 23% و فترة الاسترداد ما يقارب الست سنوات مما يعني أن هذه الانظمة لها إيرادات عالية وانها مجدية جدا.