A novel approach for optimal hybrid energy decarbonization using multi-criteria decision analysis /
نَهْج جديد لِتحْدِيد النِّظَام اَلهجِين الأمْثل لِتوْلِيد الطَّاقة وخفْض الانْبعاثات الكرْبونيَّة بِاسْتخْدام تَحلِيل القرَار المتعدِّد المعايير /
by Mostafa Ismail Soliman Ali ; Supervision of Prof. Dr. Doaa Khalil Ibrahim, Dr. Mohamed Hamdy Alham.
- 92 pages : illustrations ; 30 cm. + CD.
Thesis (M.Sc.)-Cairo University, 2024.
Bibliography: pages 84-91.
Converting from a complete fossil fuel energy system to a decarbonized one is crucial to mitigating climate change and protecting human health. Hybrid energy sources are better than producing energy from a single technology. The combination of renewable energy and fuel generators allows users to cover seasonal fluctuations of resources and protects them from the unpredictability of fuel prices and supply. This thesis proposes a novel approach for determining the Optimal Hybrid Configuration (OHC) that considers technical, environmental, economic, and socio-political criteria using multi-criteria decision analysis (MCDA). The proposed approach integrates the Hybrid Optimization of Multiple Energy Resources (HOMER) for the simulations of Hybrid Configurations (HCs), the Electrical Transient Analysis Program (ETAP) for stability studies, and the Potentially All Pairwise RanKings of all possible Alternatives (PAPRIKA) method to rank the resulting configurations. The study case adopted in this research is an industrial oil and gas complex in Abu Rudeis, Egypt, which currently utilizes only 11 Gas Turbine Generators (GTGs) to generate electricity. Five HCs are tested to power the complex incorporating PV and wind systems. A survey is introduced to two decision-making groups with technical and managerial backgrounds. The results according to the technical group indicated that incorporating a wind farm of nine 2-MW wind turbines with the GTGs is the OHC for this location is the OHC, while the results according to the managerial group designated that the OHC is achieved by integrating 18.3 MW PV plant with the GTGs. من تغير المناخ وحماية صحة الإنسان. ولذا تعتبر مصادر الطاقة الهجينة أفضل من إنتاج الطاقة من مصدر واحد. كما يسمح الجمع بين الطاقة المتجددة ومولدات الوقود للمستخدمين بتجاوز مشكلة التقلبات الموسمية للموارد الطبيعية ويحميهم من التغير المفاجئ في أسعار الوقود والطاقة. ولذا تقترح هذه الرسالة نهجًا جديدًا لتحديد النظام الهجين الأمثل والذي يأخذ في الاعتبار كل المعايير الفنية والبيئية والاقتصادية والاجتماعية السياسية باستخدام تحليل القرار المتعدد المعايير. وبحيث يقوم هذا النهج المقترح على استخدام برنامج “HOMER” لمحاكاة الأنظمة الهجينة وبرنامج ETAP لدراسة الاستقرارية العابرة وبرنامج PAPRIKA لترتيب الأنظمة الهجينة الناتجة. وتتمثل دراسة الحالة التي تم اختبار النهج المقترح عليها في المجمع الصناعي للنفط والغاز في أبو رديس بجمهورية مصر العربية. والذي يستخدم حاليًا 11 مولد توربينات غازية لتوليد الكهرباء. وقد تم اختبار خمسة أنظمة هجينة مختلفة مشتملة على طاقة الرياح والطاقة الشمسية. حيث تم دراسة استطلاع رأي على مجموعتين لإتخاذ القرارات، إحداهما لديها خلفية تقنية والأخرى إدارية. تُظهر نتائج المجموعة التقنية أن دمج مزرعة رياح تحتوي على تسعة توربينات رياح بقوة 2 ميجاوات مع محطات توليد الطاقة الغازية هو الخيار الأمثل لهذا الموقع. في حين أن نتائج المجموعة الإدارية تشير إلى أن الخيار الأمثل يتحقق عند دمج محطة توليد طاقة شمسية بقوة 18.3 ميجاوات مع محطات توليد الطاقة الغازية.
Text in English and abstract in Arabic & English.
Hybrid power systems
Hybrid energy system Industrial applications Multi-criteria decision analysis Optimal hybrid configuration Transient stability