Technical and financial evaluation of a 110 MW solar thermal power station in Iraq

Abstract

Irak; en önemli solar enerji olan büyük yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip olmasına rağmen günümüze kadar yenilenebilir enerji haritasında yerini bulamamıştır. Ülkenin kapladığı alan, DNI haritasından alınan veriler,SWERA raporu ve NASA verilerinden de anlaşıldığı üzere Irak 20º ve 40º kuzey enlemleri arasında 5 ila 8 kW/m2/d güneş ışınımı değerlerine sahiptir.Bu teknolojinin tarafımızca değerlendirilmesi sonucu;Irak'ta ilk güneş enerjisi istasyonu kurmak için odaklanmış güneş enerjisini (CSP) seçtik.bölüm 2'de sunulduğu gibi odaklanmış güneş enerjisinin (CSP) gelişimi hakkında alınan bilgiye dayanarak optimum santral kapasitesi olarak 110 MWh tesis kapasitesini seçtik.Birçok sebepten dolayı yer olarak seçilmiştir.Bu sebeplerin en önemlisi oradaki güneş ışınımı olup,diğer sebepler ise 3.bölümde açıklanmıştır.Bu çalışmada kullanılan odaklanmış güneş enerjisi kolektörleri;parabolik oluk tipi güneş kolektörü (PTC),doğrusal Fresnel reflektör (LFR) ve güneş enerji kulesi (SPT)'dir.Bu tür kolektörler termal enerji depolama (TES) ve fosil yedekleme(BF) için kullanılabilmektedir.Teknik değerlendirme bakımından;üretilen yıllık enerjiyi,kapasite etkenini,her bir proje için toplam alanları hesapladık.Sistem danışman modeli (SAM) veritabanını kullanarak tüm bu etkenler hesaplanmıştır.Bunun yanında,sera gazları (GHG) indirgenimi temiz enerji yönetim yazılımı (RetScreen) yazılımı kullanılarak sağlanmıştır.Ekonomik değerlendirme bakımından; en iyi tarifeleri belirlemek için iki senaryo kullandık.1.Senaryo,farklı saatlerde termal enerji depolama(TES) ve kar göstergeleri için düzenlenen projeye bağışların verilmesidir. Bağışlı veya bağışsız 0 saatlik termal enerji depolamada(TES) en iyi teknoloji parabolik oluk tipi güneş kolektörü(PTC) ve en uygun tarife ise 80/MWh $ ve 240 /MWh $ dir, Hibenin sıfır olması durumunda 3 saat ve 9 saatlik TES bize güneş enerjisi kulesi (SPT) kullanacak ve bize 110 $ / MWh ile 225 $ / MWh arasında bir tarife verilecektir. 2.Senaryo ise ; her ton sera gazı(GHG) indirgenimi ($/tCO2) için 10 $ ile 30 $ arası meblağ vermektedir.0 saatliktermal enerji depolamada(TES),en iyi teknoloji; 230 /MWh $ ve 215/MWh $ tarife parabolik oluk tipi güneş kolektörü (PTC) olarak görülmüştür.3 saatlik ve9 saatlik termal enerji depolama(TES)da bize 215/MWh $ 180 /MWh $ tarifeyi veren güneş enerji kulesini (SPT) kullandık.Anahtar kelimeler: odaklanmış güneş enerjisi, termal enerji depolaması TES, temiz enerji yönetim yazılımı RETScreen, Net bugünkü değer.

Iraq, until today, has not found itself on the renewable energy map in spite of the fact that it has huge sources of renewable energy, most notably solar energy. Iraq is located between latitudes 20ºN and 40ºN with 5 to 8 kW/m2/d of solar radiation, as seen from the land spacing and the available data from DNI Map, the SWERA Report and NASA.For this thesis, the concentrated solar power (CSP) technologies were selected to construct the first solar power station in Iraq as a result of our evaluation of this technology. A plant capacity of 110 MW was selected as the optimum capacity for a power plant from the information about the development of concentrated solar power (CSP) as presented in Chapter 2. Baghdad was the location selected for several reasons, the most important of which is the solar radiation there and other reasons, as mentioned in Chapter 3.The concentrated solar power collectors used in this study include the parabolic trough collector (PTC), the linear Fresnel reflector (LFR) and the solar power tower (SPT). These kinds of collectors can be used with thermal energy storage (TES) and backup fossil (BF).For the technical evaluation, the annual energy that was produced, capacity factors and the total areas were calculated for each project. All of these factors were calculated using the System Advisor Model (SAM) software. In addition, greenhouse gases (GHG) reduction was obtained by using the RETScreen software. For the financial evaluation, two scenarios were applied to determine the best tariffs. Scenario One gave grants to the project for different hours of thermal energy storage (TES) and profit indicators. At TES 0 hours, with grants or without grants, the best technology was found to be the parabolic trough collector (PTC) and the most suitable tariff was found to be between $75/MWh and $240/MWh, whereas 3 hour and 9 hour TES will have us use the solar power tower (SPT) when the grant is zero and with grants giving us a tariff between $110/MWh and $225/MWh. Scenario Two gives the project between $10 and $30 for each ton of greenhouse gases (GHG) reduction ($/tCO2). At 0 hours TES, the best technology was found to be PTC, with tariffs of $230/MWh and $215/MWh, respectively, and at 3 hours and 9 hours TES, SPT was used, which gives a tariff of $215/MWh and $180/MWh.Keywords: Concentrate Solar Power, Thermal Energy Storage TES, RETScreen, Net Present Value.