تصميم وتحليل منظومة طاقة متجددة هجينة لتغطية جزء من أحمال القطاع السكني في ليبيا

الملخص

الملخص

في ظل الاهتمام المتزايد بأنظمة الطاقة المتجددة الهجينة (HRESs) كحل مستدام للحد من التلوث وتحقيق أهداف التنمية المستدامة، تم إجراء دراسة تصميمية وتحليلية لمنظومة طاقة هجينة لتلبية الاحتياجات الكهربائية والحرارية لمنزل في منطقة سمنو بجنوب ليبيا. استهدفت الدراسة القطاع السكني، الذي يستهلك 53% من الطاقة في ليبيا، مع التركيز على الاستفادة من الطبيعة الجغرافية والمناخية للمنطقة. تم تحليل أنماط الاستهلاك المنزلي تحت الظروف الزمنية الفعلية، مع مراعاة فترة التشغيل الدنيا للأجهزة (10 دقائق)، وتوزيع الأحمال على مصادر الطاقة المتجددة الأكثر ملاءمة، باستخدام برامج SAM، Excel، وJupyter Notebook. تم تصميم منظومة هجينة تجمع بين الطاقة الشمسية الكهروضوئية (560 W)، طاقة الرياح (5 توربينات × W500)، بطاريات تخزين (7.5 kWh)، الطاقة الشمسية الحرارية ( 2.5)، طاقة الكتلة الحيوية (مفاعل حيوي  8)، وطاقة القشرة الأرضية. غطت المنظومة الاحتياجات الكهربائية السنوية البالغة  kWh8,540، مع فائض  kWh504 للشبكة، بينما لبّت الاحتياجات الحرارية البالغة  kWh23,288 سنويًا. اقتصاديًا، بلغت تكلفة رأس المال 8,769 دولارًا، مع تكلفة طاقة المستوية(LCOE)  0.064 $/kWh، مما يعكس جدواها الاقتصادية. بيئيًا، خفضت المنظومة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار kg10,915 سنويًا، مع استغلال نفايات الطعام ومخلفات الدواجن لتوليد غاز الميثان، مما قلل الاعتماد على الغاز الأحفوري. حققت المنظومة توازنًا بين الجدوى الاقتصادية والبيئية، مما يجعلها حلًا مستدامًا وفعالًا للقطاع السكني. تُسهم نتائج الدراسة في فتح آفاق بحثية جديدة لتطبيق هذه الأنظمة في المناطق الحضرية والريفية، تعزيزًا لأمن الطاقة والاستدامة.