ENERGY PLANNING FOR A RENEWABLE POWER PLANT SYSTEM (CSP) CONNECTED TO GRID

Abstract

Solar energy is considered as one of the most resources that can be exploited to produce electrical energy, by using a thermodynamic cycle with the use concentrated solar power (CSP) system to convert the thermal energy from the sun into electricity. The objective of this research is to design and evaluate the electrical energy generation and the performance of large-scale parabolic trough concentrating solar power on-grid plants as an essential future solar power in Algeria. The calculation process is given for Four favourites sites (Bechar, Ouargla, Adrar and Tamanghasset) in Algeria. The parabolic trough CSP plant for nameplate capacity of 100 MW will be simulated using a free software of System Advisor Model (SAM). The electrical output will be calculated based on solar to electrical efficiency, capacity utilization factor, and land use factor and other technical factors of the plant integrated as input data in the System Advisor Model. The results show that the annual electrical output of the CSP plants reached approximately 403.433 GWh at Tamanghasset region. It is important to indicate that this station have the maximum electrical output compared to the other regions, where its value was 357.655 GWh in the Adrar pole as well as its value reached 353.302 GWh in Bechar, and less than in Ouargla with 338.764 GWh. In addition, the PTC-CSP of Ouargla region presents an important future electrical energy generation system which can covering a large period on the energy consumption from the National Electrical Power Grid

L'énergie solaire est considérée comme l'une des ressources les plus exploitables pour produire de l'énergie électrique, en utilisant un cycle thermodynamique avec le système d'utilisation de l'énergie solaire concentrée (CSP) pour convertir l'énergie thermique du soleil en électricité. L'objectif de cette recherche est de concevoir et d'évaluer la production d'énergie électrique et les performances de centrales solaires à concentration parabolique à grande échelle sur le réseau en tant que future énergie solaire essentielle en Algérie. Le processus de calcul est donné pour quatre sites favoris (Bechar, Ouargla, Adrar et Tamanghasset) en Algérie. La centrale CSP à auge parabolique d'une capacité nominale de 100 MW sera simulée à l'aide d'un logiciel gratuit de System Advisor Model (SAM). La production électrique sera calculée en fonction de l'efficacité solaire/électrique, du facteur d'utilisation de la capacité, du facteur d'utilisation des terres et d'autres facteurs techniques de la centrale intégrés en tant que données d'entrée dans le modèle System Advisor. Les résultats montrent que la production électrique annuelle des centrales CSP a atteint environ 403,433 GWh dans la région de Tamanghasset. Il est important d'indiquer que cette station a la production électrique maximale par rapport aux autres régions, où sa valeur était de 357,655 GWh dans le pôle Adrar ainsi que sa valeur a atteint 353,302 GWh à Bechar, et moins qu'à Ouargla avec 338,764 GWh. De plus, le PTC-CSP de la région de Ouargla présente un important futur système de génération d'énergie électrique qui peut couvrir une grande période sur la consommation d'énergie du Réseau Electrique National.

تعتبر الطاقة الشمسية من أكثر الموارد التي يمكن استغلالها لإنتاج الطاقة الكهربائية، وذلك باستخدام الدورة الديناميكية الحرارية مع استخدام نظام الطاقة الشمسية المركزة (CSP) لتحويل الطاقة الحرارية من الشمس إلى كهرباء. الهدف من هذا البحث هو تصميم وتقييم توليد الطاقة الكهربائية وأداء حوض القطع المكافئ واسع النطاق الذي يركز على محطات الطاقة الشمسية على الشبكة كطاقة شمسية مستقبلية أساسية في الجزائر. يتم إجراء عملية الحساب لأربعة مواقع مفضلة (بشار، ورقلة، أدرار و تمنراست ) في الجزائر. سيتم محاكاة محطة CSP ذات الحوض الصغير المكافئ بسعة 100 ميجاوات باستخدام برنامج مجاني من System Advisor Model (SAM). سيتم حساب المخرجات الكهربائية بناءً على الكفاءة من الطاقة الشمسية إلى الكهرباء، وعامل استخدام السعة، وعامل استخدام الأراضي والعوامل الفنية الأخرى للمصنع المدمجة كبيانات إدخال في نموذج مستشار النظام. أظهرت النتائج أن الإنتاج الكهربائي السنوي لمحطات الطاقة الشمسية المركزة بلغ 403.433 جيجاوات ساعة في منطقة تمنراست. ومن المهم الإشارة إلى أن هذه المحطة تتمتع بأقصى إنتاج كهربائي مقارنة بالمناطق الأخرى حيث بلغت قيمتها 357.655 جيجاواط ساعة في قطب أدرار وقيمتها 353.302 جيجاواط ساعة في بشار وأقل من ولاية ورقلة ب 338.764 جيجاواط ساعة. بالإضافة إلى ذلك، يقدم PTC-CSP لمنطقة ورقلة نظامًا مهمًا لتوليد الطاقة الكهربائية في المستقبل يمكن أن يغطي فترة كبيرة من استهلاك الطاقة من شبكة الطاقة الكهربائية الوطنية.