مدل بهينه ظرفيت سازي و بهره برداري از سيستمMicro CHPدر ساختمان هاي مسكوني

The optimal model for capacity-building and operation of Micro CHP systems in the residential buildings

Micro CHPيك سيستم كوچك تركيب حرارت و برق است. اين سيستم گازطبيعي يا انواع ديگري از سوخت ها را مصرف كرده و حرارت و برق توليد مي كند. از آنجايي كه مقدار زيادي از انرژي موجود در دنيا براي گرمايش ساختمان ها مصرف مي شود، توليدات مركب برق و حرارت مي توانند ابزاري موثر در جهت رسيدن به بهره وري بالا از سوخت و كاهش انتشار دي اكسيدكربن باشند. طي روند افزايش پذيرش سيستم هاي Micro CHP خانگي، توليدكنندگان و مشتريان علاقه مندند بدانند كه ظرفيت بهينه ژنراتور برق براي اين دستگاه چه اندازه مي باشد و زماني كه اين سيستم در يك ساختمان نصب شد از چه استراتژي هاي عملكردي بايد استفاده شود تا هزينه هاي تامين برق و حرارت خانوار كمينه شود. در اين مقاله يك مدل برنامه ريزي رياضيبا استفاده از نرم افزار GAMSتوسعه داده-شده است. هدف اين مدل كمينه كردن هزينه انرژي سالانه براي ساختمان نمونه اي است كه، از يك سيستمMicro CHPبه همراه يك تانك ذخيره و يك بويلر پشتيبان استفاده مي كند. مدل، ظرفيت بهينه Micro CHP را به گونه اي تعيين مي كند كه، نيازهاي انرژي خانوار تامين شده و همچنين هزينه انرژي سالانه كمينه شود. علاوه بر اين، براي اين كه اثر عوامل كليدي مانند قيمت گاز و برق، فروش برق به شبكه، تعرفه زمان مصرف و حجم تانك ذخيره بر عملكرد سيستم مشخص شود، تحليل حساسيت-هايي نيز صورت گرفته، و مشخص شده است كه مقدار بهينه ظرفيت سيستم به هزينه سرمايه گذاري اوليه دستگاه، قيمت هاي انرژي و قيمت فروش برق به شبكه حساس است. يك تانك ذخيره بهينه مي تواند زمان كاركرد دستگاهMicro CHPرا افزايش دهد. علاوه بر اين يك تعرفه زمان مصرف درصد صرفه جويي انرژي را به ميزان قابل توجهي افزايش مي دهد.

Micro CHP is a micro combined heat and power system that consume natural gas or other types of fuel and produce heat and power. The growing worldwide demand for less polluting shapes of energy have led to a renewed interest in the use of Micro Combined Heat and Power technologies in the residential sector.During the process of increasing acceptance of Micro CHP systems manufacturers and customers interested to know what is the optimum capacity of power generators for these devices and if these systems were installed in the building whatstrategies should be used to minimize the costs of supplying electricity and heat for households. In this paper, a mixed integer nonlinear programming model has been developed. The objective is to minimize annual cost of the energy system for a given residential customer equipped with the CHP plant, combining with a storage tank and a back-up boiler. The model reports the optimal CHP system capacities that customers could employ given their electricity and thermal requirements and minimize a customer’s cost of meeting its electricity and heat requirements. Then, a sensitive analysis was elaborated which indicated that optimal value of CHP capacity is sensitive to capital cost, energy prices, as well as the electricity buyback. An optimal storage tank can extent the operating time of the CHP plant, in addition a Time Of Use (TOU) tariff structure will almost always result in a larger cost saving ratio.