Optimisation of a residential energy system with an embedded PV source
Nieuwoudt, Tielman (2016-03)
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die ekonomiese vatbaarheid van Photovoltaiese (PV) stelsels vir die residensiële sektor bly een van die grootste verhinderings tot PV installasies. Die begrip van ekonomiese vatbaarheid van PV stelsels word bemoeilik vir potensiële PV stelsel eienaars deurdat finansiële aanwysers vir PV stelsels konsepte insluit soos inflasie, veranderende electrisiteitspryse en tyd-afhanklike elektrisiteitaankoop en -verkoop tariewe. Die projek fokus op terugbetalingstydperk en bepaal hoe elektrisiteit-tariefstrukture, las-skedule optimering en batterykrag die terugbetaaltyd van PV stelsels beïnvloed. Die projek stel verder ondersoek in om te bepaal of 'n optimale PV stelsel grootte met minimum terugbetalingstydperk bestaan. Ten einde die doel te bereik is 'n wiskudige model vir 'n residensiële kragstelsel ontwikkel. Die wiskundige model sluit onderliggende stelsels in 'n intelligente huiskragstelsel in, naamlik die nie-beheerbare laste, die beheerbare laste, batterykrag, die PV stelsel en die kragnetwerk. Die kragnetwerk word geassosieer met 'n elektrisiteits-tariefstruktuur, wat toelaat vir tyd-van-die-dag verbruikstariewe en invoer tariewe. Die wiskundige model modelleer die vloei van energie tussen die onderliggende stelsels. Dit bied die geleentheid om koste aangaande die residensiële kragstelsels te bereken. 'n Sagteware program wat die bogenoemde wiskundige model implementeer is ontwikkel om verkenningswerk te doen aangaande die terugbetaaltydperk van PV stelsels. Die program se invoer is 'n lasprofiel, sonkragprofiel en die tariefstruktuure van die kragnetwerk. Die program bereken die terugbetalingstydperk as 'n funksie van die PV stelsel grootte. 'n Optimering identifiseer die PV stelsel te identifiseer met die minimum tergbetalingstydperk. Finansiële prestasie- en optimeringsresultate word dan aangebied vir twee stelle gevallestudies. Die eerste stel is verkennend. Eenvoudige invoer parameters word gebruik om oorsaak-en-gevolg verhoudings tussen invoer parameters en resulate te verken. Die tweede stel gevallestudies gebruik verteenwoordigende invoer parameters om te bevestig dat die oorsaak-en-gevolg verhoudings wel teenwoordig is in praktiese residensiële kragstelsels. Die projek identifiseer belangrike wiskundige faktore ten opsigte van PV stelsels se terugbetaaltyd na aanleiding van die betrokke tariefstruktuur, die gebruik van lasprofiel optimering en/of die insluiting van batterystelsels. Dit word bevind dat 'n optimale PV stelsel grootte met minimum terugbetalings tydperk vir 'n residensiële kragstelsel bestaan.
Please refer to this item in SUNScholar by using the following persistent URL: http://hdl.handle.net/10019.1/98860