Small scale standalone solar and tidal hybrid power system in isolated area

Small scale standalone solar and tidal hybrid power system in isolated area

Abstract

The source of electricity supply in isolated areas is commonly from diesel or other fossil fuel-based generation systems. However, the increasing cost and harmful emissions of these fuels have led researchers to seek alternative solutions in providing electricity. Hence, harnessing renewable resources can be a favorable solution in lowering the dependency on fossil fuels. The Strait of Malacca is blessed with tidal current energy, a research was conducted to design a hybrid renewable energy system (HRES) that consists of tidal current and solar energy as its sources along with backup power such as generators to support the electrical demand of a lighthouse. A simulation method is used to determine and compare the optimal configuration of the HRES with the diesel generator-based system. An evaluation of all possible scenarios of standalone systems was carried out by considering the amount of fuel consumption and pollutant emittance, capacity shortage, excess electricity production, unmet energy and renewable fraction parameters of each system scenario. From the findings, the hybrid energy system of Scenario A that consists of tidal turbines, PVs, generator, battery, and converter produces better results where the diesel fuel consumption can be reduced up to 84% in comparison with the standalone generator-based system.

Reference: Cassandra Abdullah, Hazilah Mad Kaidi, Shamsul Sarip and Noraimi Shafie (2021). Small scale standalone solar and tidal hybrid power system in isolated area, Renewable Energy Focus. Volume 39, December 2021, Pages 59-71

บทคัดย่อ

การผลิตไฟฟ้าในพื้นที่ห่างไกลมักจะใช้เชื้อเพลิงดีเซลหรือเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่น ๆ เป็นแหล่งพลังงาน อย่างไรก็ตาม ด้วยต้นทุนที่เพิ่มขึ้นและการปล่อยมลพิษของเชื้อเพลิงเหล่านี้ทำให้นักวิจัยต้องแสวงหาแหล่งพลังงานทางเลือกในการผลิตไฟฟ้าแทน ดังนั้น การใช้ประโยชน์จากทรัพยากรหมุนเวียนจึงเป็นทางออกที่ดีในการลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล เมื่อนักวิจัยเล็งเห็นถึงศักยภาพการใช้ประโยชน์จากกระแสน้ำขึ้น-น้ำลงของช่องแคบมะละกา จึงได้ทำการศึกษาออกแบบระบบพลังงานหมุนเวียนแบบผสม (HRES) ที่ใช้แหล่งพลังงานหลักจากกระแสน้ำขึ้น-น้ำลงและพลังงานแสงอาทิตย์ และแหล่งพลังงานสำรองจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้าไว้ใช้สำหรับประภาคาร โดยนักวิจัยได้ทำการศึกษาด้วยวิธีการสร้างแบบจำลอง (simulation method) เพื่อประมาณการและเปรียบเทียบโครงสร้างระบบที่เหมาะสมที่สุดของ HRES ที่มีระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดีเซลควบคู่ไปด้วย โดยงานวิจัยฉบับนี้ได้ประเมินสถานการณ์ที่เป็นไปได้ของระบบการผลิตไฟฟ้าแบบเดี่ยวทั้งหมด ซึ่งพิจารณาจากปริมาณการใช้เชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษ การขาดแคลนกำลังการผลิต การผลิตไฟฟ้าส่วนเกิน พลังงานที่ได้ไม่ตรงตามความต้องการ และสัดส่วนพลังงานทดแทนของแต่ละแบบจำลอง ผลการวิจัยพบว่า ระบบพลังงานแบบผสมของแบบจำลอง A ที่ประกอบด้วยกังหันน้ำจากกระแสน้ำขึ้น-น้ำลง (tidal turbines) แผงโซล่าเซลล์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า แบตเตอรี่ และอุปกรณ์แปลงไฟ (converter) ให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า โดยสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงดีเซลได้ถึง 84% เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเดี่ยว