MỘT SỐ TÍNH NĂNG CỦA CHƯƠNG TRÌNH HOMER

TS. Peter Lilienthal

Phòng thí nghiệm NLTT quốc gia Mỹ (NREL)

Ngày 11/10/2006

DEVI lược dịch và rút gọn

Lịch sử

• 1993 Điện nông thôn– Lưu hành nội bộ NREL

• 1998 Version 1.0– Phiên bản Windows được chính thức giới

thiệu rộng rãi tới công chúng• 2001 Version 2.0

– Các hệ thống nối lưới, nhiều nguồn diesel, nhiệt-điện kết hợp, nhiên liệu hydro, phát thải

• 2006 Version 2.2– Đường dẫn online về dữ liệu năng lượng mặt

trời, mức độ sử dụng, ắc quy lỏng, giá thực

Câu hỏi cơ sở của HOMERNhững loại công nghệ nào hiệu

quả về mặt chi phí nhất?

– Điện mini– NL tái tạo– Hóa thạch– Đồng phát– Lai ghép (hybrid)

Là khi người mơ hồi nói “Không!”

Câu trả lời cơ bản của HOMER

• Nó phụ thuộc vào– Nguồn lực– Phụ tải– Giá thiết bị– Hiệu suất của thiết bị

• Cho các ứng dụng khác nhau

Mô phỏng – Tối ưu hóa – Phân tích độ nhạy

• Mô phỏng– Phân tích chính xác phụ tải theo thời

gian (từng giờ) cho cả năm.

• Tối ưu hóa– Tìm giải pháp có chi phí thấp nhất

• Phân tích độ nhạy– Dữ liệu không bao giờ là “đủ tốt”.– Trả lời câu hỏi “Nếu-thì…?”

Cân bằng năng lượng

Mô hình hóa

Tối ưu hóa

Phân tích độ nhạy

Các câu trả lời từ HOMER

• Thiết kế hệ thống tối ưu

• Phân bổ và so sánh chi phí

• Phân tích các nguồn tài nguyên

• Mục tiêu phát triển công nghệ

• Phân tích chính sách

• Phân tích vận hành

Thiết kế hệ thống tối ưu

• Hệ thống nào là tốt nhất trong những điều kiện nào?

Bốn phương án cung cấp năng lượng khác nhau được xem xét

Phân bổ và so sánh chi phí

Phân tích nguồn tài nguyên

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec0

6

12

18

24

Ho

ur o

f Day

Global Solar Radiation

Day of Year

0.00

0.12

0.24

0.36

0.48

0.60

0.72

0.84

0.96

1.08

1.20kW/m2

Các nguồn tài nguyên hứa hẹnSo sánh các nguồn TN khác nhau

Phân tích tác động:• Góc azimuth & góc nghiêng với tỷ lệ sử dụng • độ cao tháp và đường đặc tính điện của tuabin gió

Mục tiêu phát triển công nghệ

Cần giảm chi phí pin nhiên liệu bằng nào?

Cần tăng tuổi thọ hệ thống lên bao nhiêu?

0.3 0.4 0.5 0.6 0.70.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

FC

Cap

ital Mu

ltiplier

Optimal System Type

Diesel Price ($/L)

System Types

Grid/MT

Grid/Dsl

Grid

Grid/FC

Phân tích chính sách

• Chi phí hạn chế phát thải

0 5,000 10,000 15,0000.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Levelized

Co

st of E

nerg

y ($/kWh

)

Levelized Cost of Energy vs. Max. CO2 Emissions

Max. CO2 Emissions (kg/yr)

Phân tích vận hành

• Khi nào thì cần nguồn điện dự phòng?

Jul 10 Jul 11

-5

0

5

Po

wer (kW

)

AC Primary LoadPV Pow erDiesel Pow erBattery Pow er

HOMER có độ linh hoạt cao

• Thông số đầu vào thô cho phân tích chung– Trung bình năm của nguồn tài nguyên và phụ tải – Chi phí cho mỗi kW hoặc đơn vị của thiết bị

• Thông số chi thiết đầu vào cho thiết kế hệ thống– Số liệu đo đạc theo giờ– Đường chi phí chi tiết– Tạo riêng tuabin gió, ắc quy, pin nhiên liệu

September 2006

Một số công ty sử dụng HOMER

ABBAerovironmentAir ProductsAlaska Energy and EngineeringAltair EnergyAmerescoAntaresApplied MaterialsAppplied Power CorporationAPSAquilaArchitectural EnergyAstroPowerAWS ScientificBarber-NicholsBeacon PowerBechtelBergey WindpowerBlack & VeatchBlack Emerald GroupBlue Sky EngineeringBoeing Phantom WorksBoeingBooz Allen HamiltonBP AmericaBristol Bay Native Corp.Capstone TurbineCH2M HillChemonics InternationalChevron Technology VenturesCinergy CorpCommunity Power CorporationConsolidated Edison of New YorkCORE InternationalCummins Power GenerationDistributed Generation Systems, Inc.Distributed Utility Associates

Draker Solar DesignDTE Energy TechnologiesE3 Energy Services, Inc.EconergyEnergy and Security GroupEnergy Conversion DevicesEntegrity Wind Systems IncFlorida Power and LightGEGeneral AtomicsGlobal Energy ConceptsGreen Mountain EngineeringGridPointGT Energy LLCHamilton SundstrandHawaii Electric Light CompanyHoneywell InternationalICF ConsultingIntelligent EnergyItronJohn DeereKyocera Solar, IncLorax Energy Systems, LLCMidAmerican Energy HoldingsNavigant ConsultingNevada Power CompanyNexant Inc.NorescoNorthern Power SystemsORMAT INTERNATIONALPA Consulting GroupPERIPinnacle Technology, Inc.Plug PowerPolarconsult Alaska, Inc.Powercorp Alaska

PPG IncPPL Energy ServicesProton Energy SystemsPSE&GPuget Sound EnergyRed Mountain Energy PartnersRemote Power Inc.Resource Dynamics Corp.Rolls-Royce Corp.RWE Schott Solar Inc.Sacred Power CorporationScripps HowardSDGESempra Energy ServicesSentech, Inc.Shaw PTISiemens Building TechnologiesSouthern States Power Company, IncSouthwest PV Systems, Inc.Southwest WindpowerSpire CorporationSquare D CompanySunWize TechnologiesSustainable AutomationTDX Power, Inc.Tennessee Valley Infrastructure GroupTexacoThe AES CorporationTrexler and AssociatesUnited Parcel ServiceUnited TechnologiesVail resortsVRB Power Systems IncWorldWater CorporationXCel EnergyZBB Technologies, Inc

Tải HOMER

• HOMER có thể được tải miễn phí từ https://www.homerenergy.com/download.html

• Thông tin khác, vui lòng liên hệ:– TS. Peter Lilienthal

• peter_lilienthal@nrel.gov