محاسبه هزینه برق مصرفی در شرایط نفوذ بالای انرژی خورشیدی و استفاده از سیستم‌های ذخیره در شبکه قدرت ایران

نویسندگان

1 مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

doi
10.22034/jrenew.2025.226265
چکیده

سهم بالایی از ظرفیت‌سازی‌های انجام شده بر روی انرژی‌های تجدیدپذیر مربوط به انرژی‌های تجدیدپذیر متغیر خورشیدی و بادی است. در کشور ایران با توجه به پتانسیل انرژی خورشیدی موجود، برنامه‌ریزی بلندمدت کشور برای توسعه این منبع انرژی علیرغم ذات تغییرپذیر بالای آن وجود دارد. بکارگیری این منابع تجدیدپذیر، چالش‌ها و هزینه‌های مستقیم و غیرمستقیمی را برای شبکه قدرت بدنبال دارد. یکی از آثار بکارگیری انرژی‌های تجدیدپذیرپذیر متغیر نیاز به جبران تغییرپذیری آنها به کمک سایر نیروگاه‌ها و همچنین ذخیره‌سازها است که باعث افزایش هزینه برق تحویلی به مصرف‌کننده می‌شود. این مقاله به بررسی هزینه تحمیل شده برای تامین برق در نتیجه نفوذ انرژی‌ خورشیدی و استفاده از ذخیره‌سازها می‌پردازد. از آنجایی که برای بررسی اثر یک متغیر، نیاز است سایر متغیرها ثابت نگه‌داشته شوند، فرض شده ضریب بهره‌برداری از نیروگا‌ه‌های تولید منعطف ثابت بماند. چهار سیستم ذخیره‌ساز مورد بررسی قرارگرفته‌اند: سیستم تلمبه‌ذخیره‌ای، باتری‌، تولید هیدروژن و استفاده از پیل سوختی و ترکیب هیدروژن با گاز در توربین گاز. نتایج حاصل نشان می‌دهند که هزینه همتراز شده برق با لحاظ زنجیره تولید و ذخیره‌سازی در سناریوهای مختلف به ترتیب 3/0، 09/0، 42/1 و 89/0 دلار به ازای کیلووات‌ساعت است. این مقادیر بیانگر آن هستند که نیروگاه تلمبه‌ذخیره‌ای و سپس باتری‌های در مقیاس شبکه می‌توانند ذخیره‌سازی انرژی را با کمترین هزینه انجام دهند.