Optimal Design of Hybrid Renewable Energy System (PV/Wind/PHS) Under Multiple Constraints of Connection to the Electricity Grid: A Case Study
Bishara Ahmed, Yasser F. Nassar, Hala El-Khozondar, Mohamed Khaleel
Abstract
تواجه ليبيا تحدياً في امداد الطاقة الكهربائية الامن والمستقر، وبلغت نسبة العجز المسجلة عام 2024 نحو 32.5%، مما اضطر الشركة العامة للكهرباء إلى اللجوء لسياسة تقنين الإمداد بفترات قطع قد تصل إلى ثماني ساعات يومياً. تتجه الرؤية الاستراتيجية للدولة لتخطي هذه الإشكالية عبر التحول نحو مصادر الطاقة المتجددة، وتبني اللامركزية في نظم التوليد. ويتجسد هذا التوجه جليا في الاستراتيجية الوطنية للطاقة للفترة 2025–2050، التي تستهدف رفع حصة المصادر المتجددة في مزيج الطاقة الإجمالي إلى أكثر من 50% بحلول عام 2050. في هذا السياق، تقدم هذه الورقة البحثية اقتراحاً لتصميم نظام هجين متكامل للطاقة المتجددة، يجمع بين تقنيتي الخلايا الكهروضوئية، وتوربينات الرياح، مدعومة بنظام تخزين بواسطة الضخ الكهرومائي وأظهرت نتائج الدراسة أن التركيبة المثالية للنظام تتألف من حقل خلايا شمسية بسعة 1000 ميجاوات، ومزرعة رياح بقدرة 200 ميجاوات، مدمجا مع نظام تخزين بسعة 854 ميجاوات ساعة. يُنتج هذا النظام طاقة سنوية إجمالية تقدر بـ 1515.761 جيجاوات ساعة، تغطي بالكامل العجز الكهربائي الحالي المقدر بـحوالي 15575 ميجاوات/ساعة. كما وتم حقن الشبكة العامة للكهرباء بطاقة قدرها مع الالتزام ببرتكول الشبكة الكهربائية والذي ينص على عدم الطلب من الشبكة في حالة العجز وعدم التصدير اليها في حالة تشبع الشبكة والعكس صحيح. حقق التصميم الأمثل امداد مستدام %100 للحمل, كما وسجل التصميم أدنى قيمة لتكلفة انتاج الطاقة المستوية 49.9 دولار/ميجاوات ساعة, وقدرت تكلفة المشروع حوالي 19.923 مليار دولار، مع فترة استرداد تبلغ 11.10 سنة. كما اسهم النظام المقترح في خفض الانبعاثات الكربونية بمقدار 11,624 كيلوطن، مما يوفر ما يقدر بـحوالي 816.246 مليون دولار من التكاليف الاجتماعية المرتبطة بالانبعاثات، بالإضافة إلى توفير ما يُقدّر بـحوالي 2,189 مليون دولار ناتجة عن خفض استهلاك الوقود التقليدي.