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Techno-economic analysis of a hybrid energy system for electrification using an off-grid solar/biogas/battery system employing HOMER: A case study in Vietnam
Process Safety and Environmental Protection ( IF 6.9 ) Pub Date : 2024-09-14 , DOI: 10.1016/j.psep.2024.09.046 Van Giao Nguyen, Prabhakar Sharma, Bhaskor Jyoti Bora, Thi Minh Tu Bui, Cristina Efremov, Minh Ho Tran, Jerzy Kowalski, Sameh M. Osman, Dao Nam Cao, Van Huong Dong
Process Safety and Environmental Protection ( IF 6.9 ) Pub Date : 2024-09-14 , DOI: 10.1016/j.psep.2024.09.046 Van Giao Nguyen, Prabhakar Sharma, Bhaskor Jyoti Bora, Thi Minh Tu Bui, Cristina Efremov, Minh Ho Tran, Jerzy Kowalski, Sameh M. Osman, Dao Nam Cao, Van Huong Dong
The electrification of off-grid /island villages is a critical step towards improving the techno-economic circumstances of rural regions and the overall general growth of the country. However, consistent supply from a single source is not possible in these areas. Thus, a hybrid renewable energy system performs better in these conditions. The research challenge now is to identify the optimal combinations of HRES from the available resources in a specific village site that can supply the power demand sustainably and to determine whether this is a cost-effective option. The present work is an endeavour to develop a sustainable and dynamic energy demand-supply model using HOMER Pro energy software in a specified off-grid rural site in Vietnam. The research presents four unique configurations of a combined energy system for Vietnam's island settlements, incorporating biomass-based biogas facilities, photovoltaic panels, lithium-ion batteries, and converters. Homer Pro was used for optimization and design, focusing on key performance measures such as cost of energy, net present cost, initial cost, operating cost, renewable fraction, and carbon emissions. The best HES system layout includes a 100-kW biomass-based generator, 2.62 kW photovoltaic installation, 10 lithium-ion batteries, and a 6.31 kW converter, producing 100 % renewable energy. The system's low cost of energy ($0.48), and net present cost ($25,730.89) make it an economically viable alternative, while its low CO2 emissions demonstrate its commitment to reducing greenhouse gas emissions.
中文翻译:
使用 HOMER 的离网太阳能/沼气/电池系统进行电气化混合动力系统的技术经济分析:越南案例研究
离网/岛屿村庄的电气化是改善农村地区技术经济状况和国家整体总体增长的关键一步。然而,在这些地区,不可能从单一来源持续供应。因此,混合可再生能源系统在这些条件下表现更好。现在的研究挑战是从特定村庄的可用资源中确定能够可持续地供应电力需求的 HRES 的最佳组合,并确定这是否是一种具有成本效益的选择。目前的工作是努力在越南指定的离网农村站点使用 HOMER Pro 能源软件开发可持续和动态的能源供需模型。该研究为越南岛屿定居点提出了四种独特的联合能源系统配置,包括基于生物质的沼气设施、光伏板、锂离子电池和转换器。Homer Pro 用于优化和设计,重点关注关键性能指标,例如能源成本、净现成本、初始成本、运营成本、可再生部分和碳排放。最好的 HES 系统布局包括一台 100 kW 的生物质发电机、2.62 kW 光伏装置、10 节锂离子电池和一个 6.31 kW 的转换器,可产生 100% 的可再生能源。该系统的低能源成本 (0.48 美元) 和净现成本 (25,730.89 美元) 使其成为经济上可行的替代方案,而其低 CO2 排放量表明其对减少温室气体排放的承诺。
更新日期:2024-09-14
中文翻译:
使用 HOMER 的离网太阳能/沼气/电池系统进行电气化混合动力系统的技术经济分析:越南案例研究
离网/岛屿村庄的电气化是改善农村地区技术经济状况和国家整体总体增长的关键一步。然而,在这些地区,不可能从单一来源持续供应。因此,混合可再生能源系统在这些条件下表现更好。现在的研究挑战是从特定村庄的可用资源中确定能够可持续地供应电力需求的 HRES 的最佳组合,并确定这是否是一种具有成本效益的选择。目前的工作是努力在越南指定的离网农村站点使用 HOMER Pro 能源软件开发可持续和动态的能源供需模型。该研究为越南岛屿定居点提出了四种独特的联合能源系统配置,包括基于生物质的沼气设施、光伏板、锂离子电池和转换器。Homer Pro 用于优化和设计,重点关注关键性能指标,例如能源成本、净现成本、初始成本、运营成本、可再生部分和碳排放。最好的 HES 系统布局包括一台 100 kW 的生物质发电机、2.62 kW 光伏装置、10 节锂离子电池和一个 6.31 kW 的转换器,可产生 100% 的可再生能源。该系统的低能源成本 (0.48 美元) 和净现成本 (25,730.89 美元) 使其成为经济上可行的替代方案,而其低 CO2 排放量表明其对减少温室气体排放的承诺。