41
GENERASI DAN SISTEM TERDISTRIBUSI ENERGI TERBARUKAN

Generasi Dan Sistem Terdistribusi Energi Terbarukan

Embed Size (px)

Citation preview

ABSTRAKy Lingkungan deregulasi yang akan datang menghadapi utilitas listrik di abad ke dua puluh satu merupakan sebuah tantangan dan kesempatan bagi berbagai teknologi dan skenario operasi. Tulisan ini akan membahas faktor-faktor utama yang menyebabkan meningkatnya minat generasi didistribusikan (DG) dalam beberapa tahun terakhir. Setelah menyebutkan teknologi DG menjanjikan, peran sistem energi terbarukan di Ditjen diperiksa secara rinci. Sistem energi terbarukan dianggap akan termasuk listrik konversi sistem-angin (SKEA), sistem photovoltaic (PV), dan sistem menggunakan biomassa dalam berbagai bentuk, termasuk sel bahan bakar.

PENDAHULUANy Struktur utilitas perubahan adalah membuka

kompetisi di pasar generasi dan distribusi.y Beberapa kejadian baru-baru ini telah menciptakan

sebuah lingkungan baru untuk infrastruktur tenaga listrik. Mereka terdaftar di bawah ini:

y Deregulasi industri utilitas listrik dan berikutnya break-up dari struktur utilitas yang terintegrasi secara vertikal. y Publik oposisi untuk membangun jaringan transmisi baru dengan alasan lingkungan. y Kesadaran masyarakat akan dampak lingkungan dari pembangkit listrik. y Cepat peningkatan kebutuhan tenaga listrik di daerahdaerah tertentu di negeri ini. y Kemajuan yang signifikan dalam beberapa generasi teknologi yang lebih ramah lingkungan (angin-listrik generasi, turbin mikro, sel bahan bakar, dan fotovoltaik) dari batubara konvensional, minyak, dan pembangkit gas. y Meningkatkan keinginan publik untuk mempromosikan "hijau" teknologi berdasarkan sumber-sumber energi terbarukan.

TEKNOLOGI ENERGY TERBARUKAN UNTUK DGy Beberapa teknologi berada di bawah Ditjen berbagai

tahap perkembangan. Namun, hanya yang paling menjanjikan sistem energi terbarukan ditinjau dalam makalah ini.

Angin Listrik Sistem Konversi (SKEA)y Angin adalah gratis, bersih, dan sumber daya energi

tidak habis-habisnya. Hal ini berlimpah (1670000000000000 kWh / tahun selama luas daratan bumi), tetapi tidak merata.

y SKEA menghasilkan energi listrik dengan mengubah

energi di udara bergerak (angin) menjadi energi mekanis pertama dan kemudian energi listrik AC.y Output dari SKEA akan diberi makan dengan utilitas

grid di tingkat subtransmission atau distribusi.

y Hampir 7.000 MW dari kapasitas terpasang angin

ditambahkan selama tahun 2001, membawa kapasitas angin di seluruh dunia untuk sedikit di atas 24,00 MW. Jerman memimpin dengan kapasitas terpasang total 8.753 MW, diikuti oleh Amerika Serikat (4.245 MW), Spanyol (3.335 MW), Denmark (2.417 MW), dan India (1.507 MW).

Sistem photovoltaic (PV)y Solar energi bersih dan terbarukan, Photovoltaic (PV)

perangkat mengkonversi peristiwa radiasi matahari (isolasi) secara langsung menjadi energi listrik.y Reaksi nuklir di matahari menghasilkan jumlah energi

yang sangat besar [sekitar 389 x 10 24 W]. Dari jumlah ini besar energi yang dipancarkan, hanya traksi kecil dicegat oleh permukaan bumi, dengan nilai rata-rata 1370 W / m 2 di luar atmosfer.

Sistem Biomassy Sebagai sumber energi, biomassa sangat fleksibel

dalam hal bentuk dan jumlah opsi yang tersedia untuk pemanfaatannya.y Biomassa adalah hasil dari tanaman mengumpulkan,

mengubah, dan menyimpan energi matahari. Efisiensi koleksi sangat rendah.

Sistem Sel Bahan Bakary Fuel cell merupakan perangkat statis sederhana yang

mengubah energi kimia dalam bahan bakar secara langsung dan isotermal menjadi energi listrik. Eksternal, sel bahan bakar menghasilkan listrik mirip dengan sistem baterai selama bahan bakar dan oksidan terus makan.

y Sel bahan bakar pembangkit listrik yang sedang

dikembangkan untuk DG adalah: bahan bakar sel asam fosfat (PAFC), sel bahan bakar cair karbonat (MCFC), sel bahan bakar oksida padat (SOFC), dan proton sel bahan bakar membran pertukaran (PEMFC)

MANFAAT MEMPEKERJAKAN DGy Perkembangan DG di jaringan distribusi yang ada

menawarkan banyak manfaat bagi utilitas.y Keperluan menerima dari segi garis keuntungan dapat

dikurangi kerugian trafo, mengurangi dampak lingkungan, transmisi lega dan kemacetan distribusi, peningkatan kehandalan sistem, kualitas listrik ditingkatkan, cukur puncak, dan peningkatan efisiensi secara keseluruhan.

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN ENERGY TERBARUKAN YANG BERBEDA

y Setia s

er aya ter ar a a te e ili i sifat se iri a ara teristi . a a e a as ele i a a e ra l i e er i ter ar a ya er e te

l i versi a ia i i a ari a.

Konversi Sistem Angin Listrik (SKEA)y Teknologi SKEA cukup matang dan baik ke tahap

komersial. Keuntungan yang ditawarkan oleh SKEA pendek mengakibatkan kali untuk merancang dan menginstal, emisi rendah, paling kompetitif dari segi ekonomi di antara semua teknologi energi terbarukan, dan modularitas.

y

er ia ta a ari SKEA a ala e yataa a a, er asar a sifat ya, a i sa at ervariasi a s esifi l asi. asi e rafis a ala sit s ya are a t t aya sa at ter a t sa at e ti a a rezi ya erla .

Sistem photovoltaic (PV)y PV teknologi sangat fleksibel dan serbaguna dalam hal

ukuran dan penempatan PV. Beberapa keuntungan yang ditawarkan oleh termasuk operasi sederhana, tidak ada bagian yang bergerak (selain pelacak), pemeliharaan rendah, memimpin pendek kali, diabaikan emisi, dan output daya tinggi untuk rasio berat.

y Namun, kerugian utama dari sistem PV-generasi skala

besar listrik adalah biaya modal yang tinggi. Biaya modal saat ini untuk sistem lengkap dalam kisaran 6,000-20,000 / kWp $. Hal ini berarti biaya energi 2575 cent / kWh, masih sangat tinggi dibandingkan dengan alternatif lain.

Sistem Biomassay Beberapa keuntungan telah diakui untuk penggunaan

biomassa sebagai sumber energi dan mereka mendorong pengembangan pembangkit listrik berbahan bakar biomassa. Keuntungan ini termasuk tingkat emisi rendah, keamanan dan prediktabilitas pasokan, dan daur ulang karbon.

y Serupa dengan teknologi terbarukan lainnya,

hambatan utama untuk pemanfaatan biomassa adalah tanah daerah kebutuhan (bersaing dengan produksi makanan) dan biaya modal yang cukup tinggi. Penggunaan hewan dan limbah pertanian dalam digester anaerobik dan tanah mengisi gas adalah beberapa pendekatan yang recelving perhatian meningkat.

Sistem Sel Bahan Bakary Keuntungan yang ditawarkan oleh sel bahan bakar

untuk generasi didistribusikan efisiensi tinggi, emisi rendah, konstruksi sederhana, pemeliharaan rendah, modularitas, dan kemampuan beradaptasi terhadap berbagai bahan bakar.

PENDEKATAN UNTUK MENGUKUR BEBERAPA MANFAAT DGy Dalam rangka untuk mengevaluasi dan kuantitas

manfaat dari generasi terdistribusi, model matematika yang cocok untuk sistem energi terbarukan harus digunakan bersama dengan model sistem distribusi dan perhitungan aliran daya untuk tiba di indeks manfaat diusulkan dalam tulisan ini. Di antara banyak manfaat, tiga yang utama dipertimbangkan: perbaikan profil tegangan, garis pengurangan kerugian, dan pengurangan dampak lingkungan.

Pemodelan Sistem Energi Terbarukany Pengembangan model matematika untuk sistem

energi terbarukan sangat penting untuk kuantitas manfaat DG. Kedua kecepatan angin dan isolasi yang acak oleh alam mereka.

y Statistik distribusi dan SKEA telah diajukan untuk

model kecepatan angin. Namun, distribusi Weibull secara luas diterima untuk pemodelan kecepatan angin [16]. Untuk sistem PV, beberapa teknik termasuk model awan, model probabilistik, timeseries model, dan model spektral telah dikembangkan di masa lalu.

Perbaikan Profil Tegangan Indeksy Sala sat j stifi asi

e e e e

t i istri si a er e al a e erasi a ala t i at a r fil te a a siste a erta a a te a a a a ter i al ela ala isara ya ajar.

a

y Secara sederhana, profil tegangan yang diusulkan

peningkatan indeks (VPII) jumlah perbaikan dalam profil tegangan (VP) dengan masuknya Ditjen. Hal ini dinyatakan sebagai:y VPII = VPw/DG

VPwo/DG

y Dimana w VP / DG dan wo VP / DG adalah ukuran dari

profil tegangan sistem dengan Dirjen masing-masing dan tanpa DG.Ekspresi umum untuk VP diberikan sebagai:

y Di mana V i adalah besar tegangan pada bus I di dalam

per-unit, L i adalah beban di bus saya dalam per-unit, K i adalah faktor bobot untuk bus i, dan N adalah jumlah total bus dalam sistem dietribution .

KERUGIAN PENURUNAN INDEX BARISy Manfaat lain potensi utama yang ditawarkan oleh DG

adalah pengurangan kerugian line listrik. Kerugian line Listrik terjadi ketika arus mengalir melalui sistem transmisi dan distribusi. Yang hilang dapat signifikan dalam kondisi beban berat.

y Kerugian penurunan indeks baris yang diusulkan

(LLRI) didefinisikan sebagai rasio dari kerugian total baris dalam sistem tanpa DG dan dinyatakan sebagai:

y LLRI = LL w/DG

LL wo/DG

y Dimana LL i adalah kerugian total baris dalam sistem

dengan kerja dengan Dirjen dan dapat dinyatakan sebagai:

y LL w / DG =3

RD i

y Dimana I2 Ai adalah unit-line per saat ini sejalan

dengan distribusi i kerja dengan Dirjen, R adalah resistansi saluran (pu / km), D i adalah jalur distribusi panjang (km), dan M adalah jumlah baris un sistem.

y Sama,LL wo y

/ DG

dinyatakan sebagai: LiRDi

LL w / oDG =

y Dimana I L. I adalah unit-line per saat ini sejalan

distribusi tanpa DG.

Indeks Pengurangan Dampak Lingkungany Manfaat lain potensi besar dari DG adalah produksi

energi dengan emisi gas rumah kaca dan polutan lain minimal dibandingkan dengan teknologi konvensional.y Sebagai contoh, batubara khas pembangkit listrik

tenaga menghasilkan 830-920 ton / GWh CO 2, 6301370 kg / GWh SO 2, dan 630-1560 kg / GWh NO x sebagai sistem.

Sistem Ujiy Semua unit kuantitas per digunakan dalam analisis ini

adalah pada basis 400 MVA.y Sistem ini terdiri dari tiga generator konvensional

terletak pada bus 1, bus 5, dan bus 12 dengan peringkat 1,0, 0,75, dan masing-masing 0,625 pu.y Sebuah beban total sebesar 2,16 pu terletak tidak

merata di setiap bus.

SIMULASI STUDI KASUS DAN HASILy Empat kasus disimulasikan dan dipelajari untuk

menilai perbaikan profil tegangan dan pengurangan kerugian baris.

y Kasus dianggap tercantum di bawah ini: y Kasus 1) DG terletak pada bus 9 y Kasus 2) DG terletak di bus 10 y Kasus 3) 50% 0f DG terletak pada bus 9 dan 50%

sisanya terletak pada bus 10

y Kasus 4) 50% dari Ditjen terletak pada bus 9 dan 50%

sisanya terletak pada bus 4

PEMBAHASAN HASILy Hasil jelas menunjukkan bahwa instalasi DG dapat

memperbaiki profil tegangan sistem dan mengurangi kerugian line listrik.y Dengan semakin rating DG, jumlah perbaikan profil

tegangan juga meningkat dalam mode non-linear.y DG secara signifikan mengurangi kerugian line listrik

di sistem.

KESIMPULANy Pengenalan generasi terdistribusi dalam sistem

distribusi menawarkan beberapa keuntungan seperti transmisi lega dan kemacetan distribusi, perbaikan profil tegangan, kehilangan garis pengurangan, pengurangan dampak lingkungan, cukur puncak, dan keandalan sistem utilitas ditingkatkan.