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約旦利用光伏和風能抽取沙漠地下水

2024-12-28 10:21  來源:約旦伊斯拉大學  瀏覽:  

約旦伊斯拉大學的研究人員研究了太陽能和風能驅動的抽水系統的可行性。在約旦沙漠,有限的地表水迫使社區依靠地下水進行農業灌溉、牲畜飲水和住宅使用。該地區大多數獨立抽水系統 (WPS) 目前都采用內燃機運行。

“確定各種混合可再生能源系統 (HRES) 方案為 WPS 供電的可行性是重要的一步,可以帶來巨大的技術和財務效益,”該團隊表示。“此外,尚未進行專門研究來評估在約旦沙漠偏遠和干旱地區的 WPS 中整合完全混合可再生能源系統的可行性。”

案例研究重點關注 Al-Mudawwara WPS 的耗電量。Al-Mudawwara 是約旦東部的一個小村莊,靠近沙特阿拉伯邊境。全年溫度范圍為 4 攝氏度至 36.7 攝氏度,每月平均太陽輻射量范圍為 12 月的 3.79 千瓦時/平方米/天至 6 月的 8.54 千瓦時/平方米/天。每月平均風速范圍為 10 月的 6.29 米/秒至 6 月的 9.15 米/秒。

WPS 目前使用柴油,每日用電量為 40.71 kWh,峰值為 8.48 kW。為了對其進行評估,我們在 HOMER 軟件中模擬了不同場景下的 HERS。第一種場景包括帶有蓄電池 (SB) 的柴油發電機 (DG),第二種場景包括 PV 和 SB,第三種場景結合了 PV、DG 和 SB,第四種場景包括風力渦輪機 (WT)、DG 和 SB。最后一種場景使用了 PV、WT 和 SB。

在所有情況下,光伏都是單晶硅,315 W,效率為 19%。風力渦輪機的標稱功率為 10,000 W,電池容量為 3,000Ah。逆變器系統的額定功率為 5 kW,配有 12.5 kW 交流發電機。該系統經過優化,以確定每千瓦時發電的最低成本。

最佳系統包括 33 塊太陽能電池板,總計 10.18 kW、一臺 10 kW WT、八臺電池和三臺逆變器。

“該系統的能源成本 (CoE) 為 0.241 美元/千瓦時,回收期為 6.67 年,凈現成本 (NPC) 為 59,611 美元。所選方案的實施導致消除所有溫室氣體排放 (GHG),包括二氧化碳。根據敏感性分析,6.5% 的名義折現率適合降低 NPC 和 CoE。獲得的 CoE 在 MENA 地區的典型范圍內。此外,HRES 產生的單位 CoE 為 0.241 美元/千瓦時,屬于平均范圍。”

他們在最近發表在《環境與可持續性指標》上的《結合太陽能/風能為約旦沙漠/Al-Mudawwara 村的抽水系統供電的可行性研究》中介紹了他們的研究結果。

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