I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   12 ,   No .   3 Dec em b er   201 8 ,   p p .   8 9 9 ~ 9 0 6   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 1 2 .i 3 . p p 899 - 9 0 6          899       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   O pti m a G ri d - Co nnected  P V Sys te m   for a  Ca m pus   M icro g rid       M .   Rey a s ud in B a s ir  K ha n 1 J a g a deesh   P a s up ulet i 2 ,   J a bb a Al - F a t t a h 3 ,   M ehrda d T a hm a s ebi 4   1 Un iv e rsiti   Ku a la L u m p u r,   Brit is h   M a lay sia n   In stit u te,  Ja lan   S g   P u su ,   5 3 1 0 0   G o m b a k ,   S e lan g o r,   M a la y sia   2 Un iv e rsiti   T e n a g a   N a sio n a l,   Ja lan   IKRA M - UN IT EN,   4 3 0 0 0   Ka jan g ,   S e lan g o r,   M a lay si a   3 Un iv e rsiti   T u n   Hu ss e in   O n n   M a l a y sia   (U T HM),   8 6 4 0 0   P a rit   Ra ja,  Ba tu   P a h a J o h o r,   M a lay sia   4 De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Ey v a n - e - G h a rb   Bra n c h ,   Isl a m ic  A z a d   Un iv e rsit y ,   E y v a n ,   Ira n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   2 1 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u n   27 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A u g   20 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e d isc u ss e o n   th e   im p le m e n tatio n   o f   a   g rid - c o n n e c ted   P sy ste m   f o u n iv e rsity   c a m p u in   M a lay sia .   T h e   p rim a r y   g o a o f   th is  s tu d y   is  to   d e v e lo p   a   g rid - c o n n e c ted   m icro g rid   c o m p rise s   o P h o to v o lt a ic  (P V a n d   a   b a tt e ry   sto ra g e   s y ste m   to   m e e th e   c a m p u lo a d   d e m a n d   a n d   m in im ize   g rid   d e p e n d e n c y .   T h e   m icro g rid   m o d e led   a n d   sim u late d   in   H y b rid   Op ti m iza ti o n   M o d e f o El e c tri c a Re n e w a b le   ( HO M ER)  so f t w a r e .   A c tu a lo a d   p ro f il e   a n d   re n e wa b le  re so u rc e we re   u se d   a a n   in p u p a ra m e ter  f o th e   h y b r id   sy ste m .   T h e   c a m p u se lec t e d   is  Un iv e rsiti   Ku a la  L u m p u r,   Brit ish   M a lay sia n   In stit u te  a it   re p re s e n ts  t y p ica lo a d   p ro f il e   f o a   s m a ll   c a m p u s.  T h e re f o re ,   th e   re su lt c a n   b e   u se d   to   re p re se n h y b rid   sy ste m   d e v e lo p m e n f o o th e sm a ll   c a m p u se in   M a lay sia   a w e ll .   F irstl y ,   o p ti m a siz in g   o f   re n e wa b le  e n e rg y   (RE)  we re   si m u late d   w it h   re sp e c to   to tal  Ne P re se n Co st  (N P C)  a n d   Co st   o f   En e rg y   (COE).   T h e n ,   se n siti v it y   a n a l y sis  c o n d u c ted   to   d e term in e   th e   s y ste m   p e r f o rm a n c e   b a se d   o n   c h a n g e o lo a d   g ro w th ,   a n d   re n e wa b le  re so u rc e s.  T h e   r e su lt d e m o n stra te  o p ti m a HRES   c o m b in a ti o n f o th e   c a m p u m icro g rid   c o m p rise o 5 0   k W p   o f   P V   g e n e ra ti o n w it h   5 0   k in v e rter.  Ho we v e r,   in c lu sio n   o f   5 7 6   k W h   b a tt e r y   sto ra g e   s y st e m   w il in c re a se   th e   N P b u h a s h ig h e RE   p e n e tr a ti o n .   K ey w o r d s :   HOM E R   Mic r o g r id   Op ti m al  h y b r id   s y s te m   R en e w ab le  e n er g y   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   M.   R e y as u d i n   B asir  Kh a n ,     Un i v er s iti K u ala  L u m p u r ,   B r itis h   Ma la y s ian   I n s tit u te,     J alan   Sg   P u s u ,   5 3 1 0 0   Go m b ak ,   Selan g o r ,   Ma la y s ia.   E m ail:  r e y a s u d in @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   H y b r id   R en e w ab le  E n er g y   S y s te m   ( HR E S)  is   co m b i n at io n   o f   m u ltip le  r en e w ab le  s o u r ce s   in   a   m icr o g r id   f o r   elec tr icit y   s u p p l y   i n   a n   ar ea   [ 1 ] .   I ca n   o p er ate  eith er   i n   s tan d alo n e   o r   g r id - co n n ec ted   m o d es.   T y p icall y ,   s ta n d alo n m o d es  ar u s ed   i n   r e m o te  o r   r u r al  a r ea s   w h er g r id   co n n ec tio n   is   u n ec o n o m ical  [ 2 ]   I n   th i s   m o d e,   th r e n e w ab le  g e n er atio n   s u p p o r ted   b y   tr ad is io n al  g e n er atio n s   s u ch   a s   d iesel  an d   b atter y   s to r ag e   s y s te m .   O n   th o th er   h a n d ,   g r id - co n n ec ted   m o d es  n o r m all y   u s ed   in   b u ild in g s ,   f ac to r ies  an d   r esid en tial  ar ea .   I n   th i s   m o d e,   th h y b r id   r en e wab l s o u r ce s   w ill  m ee t t h lo ad   d em a n d   an d   s ells   t h e x ce s s   en er g y   to   th g r id .     T ec h n ical  an d   ec o n o m ic  an a l y s i s   is   cr u cial  f o r   ef f icien u tili za t io n   o f   HR E i n   m icr o g r id .     T h er ar m an y   s o f t w ar t o o ls   h as   b ee n   u s ed   to   ev a lu ate  a n d   a n al y s elec tr ical,   ec o n o m ical,   an d   en v ir o n m e n tal   p er f o r m a n ce   o f   HR E S   s u ch   as HO ME R   [ 3 ] ,   H2 R E [ 4 ] ,   R E T Scr ee n   [ 5 ]   an d   E n er g y P lan   [ 6 ] T h is   s tu d y   u s e s   HOM E R   s o f t w ar f o r   o p ti m al  h y b r id   s y te m s   d esi g n .   Ma n y   r esear c h er s   w er f o u n d   u t il izi n g   HOM E R   f o r   h y b r id   s y s te m   o p tim izatio n s .   Fo r   ex a m p le,   L ait h   M.   Hala b et  al  u s e s   H OM E R   to   d esi g n   a   h y b r id   s y s te m   i n   r e m o te  v ill ag in   Ma la y s ia  [ 7 ] .   T h eir   h y b r id   s y s te m   d esig n   i n cl u d es  s i te   s u r v e y   alo n g s id e   d etailed   tech n ical - ec o n o m ic  a n al y s i s   f o r   b o th   o n - g r id   a n d   o f f - g r id   co n n ec tio n s   o f   a   P V - W in d - d iesel - b atter y   s y s te m .   Mo r eo v er ,   Kh an   et  al  u s es  HOM E R   to   in v es tig a t th o p tim al  h y b r id   s y s te m   co m b i n atio n s   in   a   to u r is m   i s la n d   lo ca ted   in   th So u t h   C h in Sea  [ 8 ] ,   [ 9 ] .   A ctu al  lo ad   p r o f iles   an d   r en e w ab le  s o u r ce s   o f   w er e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   3 Dec em b er   2 0 1 8   :   8 9 9     9 0 6   900   u s ed   in   t h s t u d y   to   e v al u ate  d if f er en co m b in at io n   o f   r en e w ab le  en er g y   g en er atio n s .   Mo h a m m ad   Mo h a m m ad et  al.   p r esen ts   a   h y b r id   r en e w ab le  s y s te m   w i t h   P an d   w in d   w it h o u co n v en tio n al  g en er atio n   s y s te m s   f o r   r esid en t ial  h o u s in   T eh r an ,   I r an   [ 1 0 ] .   HOM E R   s o f t w ar w as   u s ed   to   ev al u a te  th s y s te m   co s t s   an d   g r ee n h o u s g as s es e m i s s i o n s .   A d d itio n all y ,   Sa m ir   M.   D a w o u d   et  al.   m o d eled   h y b r id   s y s te m   co m p r i s es o f   PV   an d   w i n d   t u r b in es   f o r   r e m o te  ar ea   in   E g y p t   [ 1 1 ] .   Me an w h ile,   Asad   W aq ar   et  al.   u s e s   HOM E R   to   m i n i m ize  th C O 2   e m is s io n   i n   m icr o g r id   w it h   Ve h icle - to - g r id   ( V2 G)   s to r ag [ 1 2 ] .   On   t h o th er   h a n d ,     N. A .   J ef r y   et  al.   i n te g r ates  r e n e w ab le  en er g y   g e n er atio n s   i n   De m a n d   R esp o n s P r o g r am   f o r   b u ild in g s   i n   Un i v er s iti  T u n   H u s s ein   O n n ,   Ma lay s ia  ca m p u s   [ 1 3 ] .   H OM E R   w as  u s ed   to   id en tify   th tech n ical  an d   ec o n o m ics  v iab ilit y   o f   t h s y s t e m .   Oth er   ad v an ce d   m et h o d s   also   b ee n   u s ed   b y   r esear ch er s   to   d eter m in t h o p ti m al  co m b i n atio n s   o f   h y b r id   s y s te m   i n   m icr o g r id .   Fo r   in s ta n ce ,   Yas h w a n Sa w le   et  al.   u s e s   m u l ti - o b j ec tiv f u n ctio n   to   d eter m i n th o p ti m al  d esi g n   o f   m icr o g r id   s y s te m   [ 1 4 ] .   Me an w h ile,   A b d elh a m id   Kaa b ec h et  al.   u s es  Fire f l y - i n s p ir ed   alg o r ith m   to   d eter m i n o p ti m al  s ize  HR E f o r   an   ar ea   in   A l g er ia  [ 1 5 ] .   Ma n y   o th er   ad v an ce d   m eth o d s   also   u s ed   f o r   o p ti m al  h y b r id   s y s te m   s izi n g   s u ch   as  Ge n etic  A l g o r ith m   [ 1 6 ] ,   P ar ticle  S w ar m   Op ti m izatio n   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] ,   Fu zz y   [ 1 9 ]   an d   A r ti f icia Neu r al   Net w o r k   [ 2 0 ] .   I n   t h i s   s t u d y ,   t h H R E S   f o r   Un i v e r s it y   ca m p u s   w er m o d eled   i n   HOM E R   a n d   r esu l ts   s u ch   as NP C ,   C OE   an d   C O 2   e m is s io n   w er as s ess ed .     T h r est  o f   t h p ap er   ar o r g a n ized   as   f o llo w s Sec tio n   2   d e s cr ib es  t h d ata  co llectio n   f o r   th is   s t u d y   su c h   a s   r en e w ab le   s o u r ce s   a n d   lo ad   p r o f ile.   Sectio n   3   p r esen ts   th e   H R E m o d eled   in   HO ME R   t h at  i n cl u d es   in p u p ar a m eter s   an d   s p ec if i ca tio n s .   Sectio n   3   also   d em o n s tr ates  t h r esu lts   o f   H R E o p ti m izatio n   a n d   s en s iti v it y   a n al y s is .   Fi n all y ,   S ec tio n   4   p r o v id es c o n clu s io n   a n d   s u m m ar izes t h co n tr ib u tio n   o f   t h is   s tu d y .         2.   DATA CO L L E C T I O N   Un i v er s iti  K u ala  L u m p u r ,   B r itis h   Ma la y s ian   I n s tit u te  lo ca te d   at  3 °1 5 ' 4 ' '   lat itu d an d   1 0 1 °4 3 ' 4 1 ''   E   lo n g it u d e.   T h ca m p u s   lo ca t ed   in   W est  Ma la y s ia  a n d   h a s   t y p ical  eq u ato r ial  cli m at w it h   h o an d   h u m id   th r o u g h o u th y ea r .   T h d ata  co llected   f o r   th is   s t u d y   co m p r i s es  o f   s o lar   ir r ad ian ce ,   te m p er atu r an d   lo ad   p r o f ile.       2 . 1 .     L o a d P r o f ile   Fig u r 1   s h o w s   th e   d ail y   a n d   m o n th l y   lo ad   p r o f ile  o f   t h c a m p u s .   T h p ea k   d e m an d   o cc u r s   i n   t h e   m o r n i n g   a n d   late   ev e n i n g .   T h is   i s   d u to   t h e   u s ag e   o f   elec tr icit y   in   o f f ice s ,   lect u r h all s   an d   r o o m s   i n   th e   m o r n i n g .   Me an w h ile,   in   t h e v en i n g ,   t h r is e   o f   e n er g y   u s a g i s   m ai n l y   co n tr ib u ted   b y   t h s t u d en ap ar t m en t.  T h en er g y   u s a g h i g h l y   co n tr ib u ted   b y   P C   a n d   o th er   eq u ip m en ts   i n   s t u d en t r o o m s .             ( a)       ( b )     Fig u r 1 .   a)   Daily   s o lar   r ad iatio n   p r o f ile,   b )   Mo n th l y   s o lar   r ad iatio n   p r o f ile     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       O p tima l G r id - C o n n ec ted   P V   S ystem  fo r   a   C a mp u s   Micr o g r i d   ( M.  R ey a s u d in   B a s ir   K h a n )   901   2 . 2 .     So la r   Ra dia t io n   T h am o u n o f   s o lar   r ad iatio n   r ec eiv ed   in   th lo ca tio n   is   cr u cial  f o r   in s tallatio n   o f   PV  s y s te m .     T h s o lar   r ad iatio n   d ata  f o r   t h r ee   y ea r s   u s ed   f o r   th i s   s tu d y   ( 2 0 1 5 - 2 0 1 7 ) ,   w h er th d ata   w as  o b tain ed   f r o m   NAS A   P OW E R   d atab ase.   T h s o lar   r ad iatio n   p r o f ile  th r o u g h o u th y ea r s   w er in v esti g a ted   to   d eter m in t h e   f ea s ib ili t y   o f   P s y s te m   i n s tal latio n .   Fi g u r 2   s h o w s   th s o la r   d aily   a n d   m o n th l y   s o lar   r ad iatio n   p r o f ile  f o r   th e   ca m p u s .           Fig u r 2 .   Dail y   So lar   R ad iatio n   P r o f ile       2 . 3 .     T e m pera t ure   T h p er f o r m an ce   o f   P s y s t e m   at  s ite  h ig h l y   ef f ec ted   b y   th te m p er at u r v ar iatio n s .   T h er ef o r e,   te m p er atu r e f f ec o n   P p an els  also   s i m u la ted   to   h a v P s y s te m   p er f o r m a n ce   t h at  clo s e l y   m atc h ed   th e   s ite   co n d itio n s .   T h r ee   y ea r   o f   te m p er atu r d ata  ( 2 0 1 5 - 2 0 1 7 )   w a s   u s ed   f o r   th i s   s t u d y .         3.   T E CH NO - E CO NO M I ANALYS I S   T h in p u p ar a m eter s   u s ed   f o r   th is   s t u d y   i n cl u d es  th e   h o u r l y   s o lar   r ad iatio n ,   te m p er atu r an d   lo ad   p r o f ile  as  d is c u s s ed   in   Sec ti o n   2 .   Mo r eo v er ,   th ec o n o m ic  an al y s i s   i n clu d e s   p ar a m et er s   s u c h   a s   p r o j ec t   lif eti m e   o f   2 5   y ea r s   a n d   a n n u al  in ter est  r ate s .   T h cu r r e n a n n u al   in ter est  r ate s   f o r   Ma la y s ia  i n   Ma y   2 0 1 8   is   3 . 2 8 %.      3 . 1 .     H O M E M o del a nd   Co m po nents   T h g r id   co n n ec ted   h y b r id   s y s te m   m o d el  co m p r is e s   o f   f o u r   m ai n   co m p o n e n ts   s u ch   a s   P V,   in v er ter   an d   b atter y   s to r ag e   s y s te m .   T h H OM E R   m o d el  is   ill u s tr at ed   in   Fi g u r e   3   an d   th e   co m p o n en t s   s p ec if icatio n s   ar s h o w n   i n   T ab le  1 .   T h ec o n o m ic  a n al y s i s   s u ch   as c o s t f o r   th is   s t u d y   i s   s i m u lated   in   U S ( US D o llar ) .               Fig u r 3 .   H y b r id   s y s te m   m o d el  in   HOM E R       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   3 Dec em b er   2 0 1 8   :   8 9 9     9 0 6   902   3 . 1 . 1.     P Sy s t e m s   T h P s y s te m   s ize  v ar ied   f r o m   0   k W   to   5 0 0   k W   w i th   5 0   k W   s tep   s ize.   T h s ize  v ar iatio n   o f   P s y s te m   i s   to   e n s u r o p ti m al  s i ze   ch o s e n   i n   HOM E R   o p ti m iz atio n   a n al y s i s .   T h P s y s te m   co s ts   co m p r is es   o f   b o th   P m o d u le s   an d   B alan c o f   S y s te m s   ( B OS)   th at  co v er s   lab o u r   an d   m o u n ti n g   co s t s .   T h is   s tu d y   als co n s id er s   ec o n o m ics o f   s ca le  t o   illu s tr ate  t h i m p ac t o f   s y s te m   s ize  i n   r esp ec ti v to   th co s t .       3 . 1 . 2.     B a t t er y   Sto ra g e   Sy s t em   T h P s y s te m   s ize  v ar ied   f r o m   1 k W   to   5 0 0   k W   w it h   5 0   k W   s tep   s ize.   T h s ize  v ar iati o n   o f   P V   s y s te m   i s   to   en s u r o p ti m al  s iz ch o s en   i n   HOM E R   o p ti m iza tio n   an al y s is .       3 . 1 . 3.     G rid   T h g r id   is   th p r i m ar y   s o u r c o f   elec tr icit y   f o r   t h ca m p u s   co m p le m e n ted   b y   P s y s te m .   T h r ate   d ef in ed   f o r   th i s   s tu d y   is   $   0 . 0 1 /k W h   p r ice  an d   $   0 . 0 5 /k W h   s ellb ac k .   T h s a m r ate  u s ed   f o r   all  w ee k s   w it h   6 3 2   g /k W h   o f   C O 2   e m i s s io n   f ac to r s .       T ab le  1 .   T ec h n ical  an d   E co n o m ic  Sp ec i f icatio n s   f o r   g r id - co n n ec ted   h y b r id   s y s te m   No   C o mp o n e n t s   S p e c i f i c a t i o n s   1   P V   S y st e [ 2 1 ]       S i z e   c o n si d e r e d   ( k W )   0 , 5 0 , 1 0 0 ,   2 0 0 ,   2 5 0 ,   3 0 0 , 3 5 0 ,   4 0 0 ,   4 5 0 ,   5 0 0     C a p i t a l   c o st   ( $ / W )   3 . 6 4     R e p l a c e me n t   c o st   ( $ / W )   3 . 6 4     O p e r a t i o n   a n d   ma i n t e n a n c e   c o st   ( $ / y e a r )   3 2 9     L i f e t i me   ( Y e a r s)   25   2   I n v e r t e r   [ 2 1 ]       S i z e   c o n si d e r e d   ( k W )   0 , 1 0 0 , 1 5 0 ,   2 0 0 ,   2 5 0 ,   3 0 0 , 3 5 0 ,   4 0 0 ,   4 5 0 ,   5 0 0     C a p i t a l   c o st   ( $ / W )   1 . 0 5     R e p l a c e me n t   c o st   ( $ / W )   1 . 0 5     O p e r a t i o n   a n d   ma i n t e n a n c e   c o st   ( $ )   1 0 , 5 0 0   3   B a t t e r i e [ 9 ]       M o d e l   S u r r e t t e   6 C S 2 5 P   ( 6 V ,   1 1 5 6   A h )     B a t t e r i e s p e r   st r i n g   83     S i z e s c o n si d e r e d     0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5     C a p i t a l   c o st   ( $ / b a t t e r y )   1 , 2 0 0     R e p l a c e me n t   c o st   ( $ / b a t t e r y )   1 , 2 0 0     O p e r a t i o n   a n d   ma i n t e n a n c e   c o st   ( $ / y e a r )   10       3 . 2 .     Co ntr o ller  a nd   E nerg y   M a na g em e nt  Sy s t e m s   B o th   L o ad   Fo llo w in g   ( L F)  an d   C y cle  C h ar g i n g   ( C C )   ar co n s id er ed   b y   HOM E R   f o r   o p tim al  en er g y   m an a g e m e n in   t h m cicr o g r i d .   B est  s tr ateg y   w ill  b ch o s e n   b y   HOM E R   b ased   o n   m i n i m al  co s an d   h ig h   R E   g en er atio n s .         3. 3   O ptim iza t io n Re s ults   T h s y s te m   o p ti m al  co n f i g u r a tio n s   s o r ted   b y   H OM E R   b ase d   o n   th NP C .   T h o p tim al  s y s te m s   f o r   th ca m p u s   h y b r id   P s y s te m   i s   ill u s tr ated   i n   T ab le  2 .   T h r es u lts   co v er   tec h n ica s p ec if icatio n s   s u c h   a s   s izes,  ca p ital c o s t,  NP C ,   C OE   an d   r en e w ab le  f r ac tio n   ( R F).         T ab le  2 .   T ec h n ical  an d   E co n o m ic  Sp ec i f icatio n s   f o r   g r id - co n n ec ted   h y b r id   s y s te m   R a n k   P V   ( k W )   B a t t e r y   C o n v .   ( k W )   G r i d   ( k W )   D i sp a t c h   S t r a t e g y   I n i t i a l   c a p i t a l   ( $ )   N P C     ( $ )   C O E   ( $ / k W h )   RF   1   50   0   50   1 0 0 0   CC   1 9 8 , 9 4 4   6 , 3 7 4 , 0 4 8   0 . 1 0 2   0 . 0 3   2   0   83   50   1 0 0 0   CC   9 5 , 8 9 6   6 , 7 8 9 , 6 6 4   0 . 1 0 3   0 . 0 0   3   50   83   50   1 0 0 0   CC   2 4 9 , 4 5 2   6 , 8 3 1 , 0 8 0   0 . 1 0 4   0 . 0 3       A ll  s y s te m   co n f i g u r atio n s   lis t ed   u tili ze s   c y cle  ch ar g i n g   as  an   o p ti m al  d is p atch   s tr ate g y .   T h m o s t   o p tim a h y b r id   s y s te m   co n f i g u r atio n   i s   5 0   k W   P s y s te m   w it h   n o   b atter y   s to r ag f o llo w ed   b y   b atter y   o n l y   s y s te m   an d   h y b r id   P V - b atter y   s y s te m .   T h er is   n o   to ta r en e w ab le  e n er g y   s o l u tio n   f o r   th ca m p u s   d u to   g en er atio n   li m itatio n   w h er R E   s o u r ce s   u n ab le  to   m ee t h d em a n d .   Mo r eo v er ,   th ca m p u s   d o es  n o h av t h e   ca p ac it y   f o r   lar g P s y s te m   in s tal latio n ,   t h u s   li m iti n g   to   o n l y   5 0 0   k W   m a x i m u m   ca p ac it y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       O p tima l G r id - C o n n ec ted   P V   S ystem  fo r   a   C a mp u s   Micr o g r i d   ( M.  R ey a s u d in   B a s ir   K h a n )   903   T h m o s t   o p ti m a s y s te m   h as  in itial  ca p ital  o f   $   1 9 8 , 9 4 4   w it h   $   6 , 3 7 4 , 0 4 8   N P C   an d   0 . 1 0 2   $ /k W h   o f   C OE .   T h R E   g e n er atio n   o n l y   co n tr ib u te s   3   %   f r o m   to tal   g e n er atio n .   B atter y   o n l y   s y s te m   w it h   lo w er   ca p ital   co s t o f   $   9 5 , 8 9 6   s h o w s   p r o m is in g   r esu lts   in   ter m   o f   r ed u ci n g   g r id   d ep en d en c y .   Alt h o u g h   h av in g   lo w er   ca p ita l   co s t,  it  h as   h ig h er   NP C   an d   h as  n o   r en e w ab le  e n er g y   co n tr i b u tio n .   T h o p ti m al  P s y s te m   s izes   f o llo w ed   b y   5 0   k W   P s y s te m   w it h   b atte r y   s to r ag e.   T h is   s y s te m   h a s   c ap ital  co s o f   $   2 4 9 , 4 5 2   an d   $   6 , 8 3 1 , 0 8 0   N P C .     T h is   s y s te m   h a s   h i g h er   ca p ital  co s an d   NP C   co m p ar ed   to   o t h er   co n f ig u r atio n s   d u to   in te g r atio n   o f   b atter y   s to r ag s y s te m .   Ho w e v er ,   th i s   co n f i g u r atio n   s h o w s   p r o m i s i n g   r es u lt s   i n   h i g h   r en e w ab le  e n er g y   co n tr ib u tio n s   w h ic h   is   3 f r o m   th to tal  g e n er atio n s .   T h co s f lo w   s u m m ar y   co m p ar i s o n   o f   b o th   P o n l y   a n d   P s y s te m   w it h   b atter y   s to r ag is   ill u s tr a ted   in   Fi g u r 4 .   T h h i g h e s NP C   co n tr ib u ted   b y   t h g r id   f o llo w ed   b y   P f o r   b o th   h y b r id   co n f i g u r atio n s .   T h h i g h e s t y p o f   co s t   is   t h o p er atin g   co s t h at   co n tr i b u tes  a n   av er a g o f   $ 6 , 4 3 0 , 3 4 0   an d   $   6 , 4 9 0 , 3 6 0   f o r   g r id - co n n ec ted   P s y s te m   an d   P V - b atter y   s y s te m   r esp e ctiv el y .   T h in i tial  ca p ital  n ee d ed   f o r   in te g r atio n   o f   5 0   k W   P s y s te m   i s   $   1 9 8 , 9 4 4   w h ich   i n cl u d es  $   1 5 3 , 5 5 6   f o r   P m o d u le s   an d   $   4 5 , 3 8 9 .   T h in itial c ap ital f o r   in s ta llatio n   o f   7 2 0   k W h   b atter y   s to r ag s y s te m   i s   $   5 0 , 5 0 8 .               Fig u r 4 .   C o s t s u m m ar y   co m p ar is o n   a)   Gr id - co n n ec ted   P s y s te m ,   b )   Gr id - co n n ec ted   P s y s te m   P s y s te m   w it h   b atter y   s to r ag e       T h esti m ated   s alv a g f o r   b o th   s y s te m s   is   i n   y ea r   2 5 .   T h a v er ag o p er atio n   co s f o r   b o th   s y s te m s   i s   $   3 6 0 , 0 0 0 y ea r .   B o th   s y s te m s   h a s   r ep lace m en t   co s f o r   i n v er ter   ch ar g ed   at  y ea r   1 0   an d   y ea r   2 0 .   Ho w ev er ,     f o r   g r id - co n n ec ted   P V - b atter y   s y s te m   h as  r ep lace m en co s f o r   b atter y   s c h ed u led   at  y ea r   1 2   an d   2 4 .   Sin ce   P s y s te m   h as to tal  l if et i m o f   2 5   y ea r ,   o n l y   ca p ital c o s w a s   co n s id er ed .     T h elec tr ical  p r o d u ctio n s   f o r   P o n l y   s y s te m   a n d   P w it h   b atter y   s to r ag ar s i m ilar .   Ho w e v er ,     th co m p ar is o n   o f   s y s te m   w i t h   P g e n er atio n s   a n d   b atter y   o n l y   s y s te m   is   s h o w n   i n   Fi g u r 5 .   T h P s y s te m   co n tr ib u tes   7 5 ,   5 1 3   k W h / y ea r   o f   g en er atio n s   f r o m   a   to tal   g e n er atio n   o f   3 , 6 1 0 , 0 5 7   k W h / y ea r .   A ll  o p ti m al  co n f i g u r atio n s   d o   n o t h a v a n y   ex ce s s   elec tr icit y   o r   u n m et  e lectr ic  lo ad .     T h g r id   en er g y   p u r ch a s ed   f o r   P o n l y   s y s te m   is   $   3 , 5 3 4 , 5 4 4 .   Me an w h ile,   th e n er g y   p u r ch ased   f o r   PV - b atter y   s y s te m   i s   $   3 , 5 3 4 , 2 3 9 .   B o th   s y s te m s   d o es  n o h av an y   e n er g y   s ell  to   t h g r id .   T a b le  3   illu s tr ates   th to tal  e m i s s io n   f o r   ea ch   p o llu ta n t.  T h r esu lt s   s h o w   s li g h tl y   lo w er   C O 2   e m i s s io n   f o r   g r id - co n n ec ted   P V - b atter y   s y s te m   co m p ar es to   g r i d - co n n ec ted   P s y s te m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   3 Dec em b er   2 0 1 8   :   8 9 9     9 0 6   904   T ab le  3 .   T o tal  em is s io n s   f o r   p o llu tan ts     P o l l u t a n t   Emi ssi o n   ( k g / y e a r )     G r i d - c o n n e t e d   P V   sy st e m   G r i d - c o n n e c t e d   P V - b a t t e r y   s y st e m   C a r b o n   d i o x i d e   2 , 2 3 3 , 8 3 2   2 , 2 3 3 , 6 3 9   C a r b o n   mo n o x i d e   0   0   U n b u r n e d   h y d r o c a r b o n s   0   0   P a r t i c u l a t e   mat t e r   0   0   S u l f u r   d i o x i d e   9 , 6 8 5   9 , 6 8 4   N i t r o g e n   o x i d e s   4 , 7 3 6   4 , 7 3 6           Fig u r 5 .   Mo n th l y   E lectr ic  P r o d u ctio n   a)   P in teg r ated   s y s t e m   b )   B atter y   o n l y   s y s te m       3. 4   Sens it iv it y   Ana ly s is   T h s en s iti v it y   an al y s is   w as  c o n d u cted   to   d eter m i n th o u t p u s en s iti v it y   to w ar d s   v ar iab le  ch an g es.   T h s en s it iv i t y   v ar iab les  d e f in ed   in   th is   s tu d y   is   th a n n u al  av er ag lo ad   p r o f ile.   T h er w er th r ee   v al u es  o f   an n u al  av er a g lo ad   d ef in ed   in   HOM E R   to   s i m u late  b o th   in cr e m e n an d   d ec r e m e n o f   s t u d en o cc u p atio n   i n   th ca m p u s .   T h m u ltip le  a v er ag lo ad   v al u es  ar 6 , 9 2 0   k W h /d a y ,   9 , 8 8 6   k W h /d a y ,   1 2 , 8 5 2   k W h /d ay   a n d   1 4 , 8 2 9   k W h /d a y .   T h v ar iatio n   o f   lo ad s   s i m u late s   3 0   d r o p s   o f   s t u d en o cc u p a n cies  alo n g s id 3 0   a n d   6 0   r is o f   s t u d en p o p u latio n   f r o m   n o m i n al  lo ad   o f   9 , 8 8 6   k W h /d a y .   T h v ar iatio n   o f   lo ad   p r o f ile  v er s u s   to tal  NP C   an d   g r id   p u r ch a s es  i s   s h o w n   in   Fig u r 6 .   T h to tal  NP C   as  w ell  as  g r id   p u r ch a s es  w il in cr ea s as  t h e   lo ad   p r o f ile  in cr ea s es  i n   th f u tu r e .   Ho w ev er ,   th P s y s te m   s izes  d o es  n o v ar y   w h er e   ad d itio n al  en er g y   d em a n d   w ill  b f u l f illed   b y   t h g r id   o n l y .   T h er ef o r e,   P s y s te m   s ize  li m ited   to   5 0   k W   o n l y   f o r   th ca m p u s   m icr o g r id .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       O p tima l G r id - C o n n ec ted   P V   S ystem  fo r   a   C a mp u s   Micr o g r i d   ( M.  R ey a s u d in   B a s ir   K h a n )   905       Fig u r 6 .   Sen s i tiv i t y   a n al y s i s   t o tal  NP C   ag ain s t lo ad   p r o f ile  v ar iatio n .       4.   CO NCLU SI O N     T h er ar t w o   o p ti m al  s y s te m s   f o r   t h ca m p u s   m icr o g r id   b ased   o n   tec h n o - ec o n o m ic  an al y s is   i n   HOM E R .   T h m o s o p ti m al  s y s te m   is   g r id - co n n ec ted   P s y s te m   f o llo w ed   b y   g r id - co n n ec t ed   P s y s te m   w it h   b atter y   s to r ag e.   B o th   s y s te m s   s h o w   p r o m is i n g   r esu lt s   in   m it ig ati n g   g r id   d ep en d en c y   b u h av d is cr ep an c y   i n   r en e w ab le  en er g y   co n tr ib u ti o n .   A l th o u g h ,   P s y s te m   w it h   b atter y   s to r ag h av h ig h er   i n itia ca p ital,    NP C   an d   C OE   co m p ar ed   t o   P o n l y   s y s te m ,   it  d o es   p r o v id less   C O 2   a n d   h ig h er   R E   p e n etr ati o n .     Hen ce ,   b o th   s y s te m s   s h o u ld   b co n s id er ed   as th b est o p tio n   f o r   P s y s te m   in s tallat io n   at  t h is   s ite.         ACK NO WL E D G E M E NT   T h au th o r   w o u ld   li k to   t h a n k   U n iv er s iti  K u ala  L u m p u r   an d   Un iv er s iti  T en ag Nasio n al  ( Gr an n o .   J 5 1 0 0 5 0 6 8 7 )   f o r   s u p p o r tin g   th is   r esear ch .         RE F E R E NC E   [1 ]   S .   Ba h ra m a ra ,   M .   P .   M o g h a d d a m ,   a n d   M .   R.   Ha g h if a m ,   Op ti m a p lan n in g   o f   h y b rid   re n e w a b le  e n e rg y   s y ste m s   u sin g   HO M ER:   A   re v ie w ,   Ren e w.   S u st a i n .   E n e rg y   Rev . ,   v o l.   6 2 ,   p p .   6 0 9 6 2 0 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   Y.  S a w le,  S .   C.   G u p ta,  a n d   A .   K.  Bo h re ,   Re v ie w   o f   h y b rid   re n e wa b le   e n e rg y   s y ste m w it h   c o m p a ra t iv e   a n a l y sis o f   o f f - g rid   h y b rid   sy st e m ,   Ren e w.   S u sta i n .   E n e rg y   Rev . ,   v o l .   8 1 ,   p p .   2 2 1 7 2 2 3 5 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   S .   S in h a   a n d   S .   S .   Ch a n d e l,   Re v ie w   o f   so f t w a re   to o ls  f o h y b rid   re n e w a b le  e n e rg y   s y ste m s,”  Ren e w.   S u st a in .   En e rg y   Rev . ,   v o l.   3 2 ,   p p .   1 9 2 2 0 5 ,   2 0 1 4 .   [4 ]   Y.  L iu ,   S .   Yu ,   Y.  Zh u ,   D.  W a n g ,   a n d   J.  L iu ,   M o d e li n g ,   p lan n i n g ,   a p p li c a ti o n   a n d   m a n a g e m e n o e n e rg y   s y ste m f o iso late d   a re a s: A   re v ie w ,   Ren e w.   S u st a in .   En e rg y   Rev . ,   v o l.   8 2 ,   p p .   4 6 0 4 7 0 ,   2 0 1 8 .   [5 ]   A .   J.  A .   Ca rd o n a ,   C.   A .   P .   C h ica ,   a n d   D.  H.   O.  Ba rra g á n ,   I n teg ra ted   P h o to v o lt a ic  S y ste m   S izin g   a n d   Ec o n o m ic  Ev a lu a ti o n   Us in g   RET S c re e n T M   f o a   Bu il d in g   o f   4 0   A p a rtm e n t s,”  in   Bu il d i n g - I n teg ra te d   Ph o to v o lt a ic  S y ste ms   ( BIP VS ) ,   S p r in g e r,   2 0 1 8 ,   p p .   3 5 46.   [6 ]   M .   G .   P rin a   e a l. ,   M u l ti - o b jec ti v e   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m   c o u p led   to   En e rg y P LA so f t w a re Th e   EP L A No p t   m o d e l,   En e rg y ,   v o l.   1 4 9 ,   p p .   2 1 3 2 2 1 ,   2 0 1 8 .   [7 ]   L .   M .   Ha lab a n d   S .   M e k h il e f ,   F lex ib le h y b rid   re n e w a b le en e rg y   s y ste m   d e si g n   f o a   t y p ica re m o te  v il lag e   lo c a ted   in   tr o p ica l   c li m a te,”  J .   Clea n .   Pr o d . ,   v o l .   1 7 7 ,   p p .   9 0 8 9 2 4 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   M .   Kh a n ,   R .   Jid i n ,   J.  P a su p u leti,   a n d   S .   A .   S h a a y a ,   M icro - h y d ro p o w e p o ten ti a a ss e ss m e n a n d   g e n e ra ti o n   v o latil it y   d u e   to   se a so n a c li m a te,   in   2 0 1 4   IEE I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   P o we a n d   E n e rg y   ( PE Co n ) ,   ,   2 0 1 4 ,   p p .   3 7 1 3 7 6 .   [9 ]   M .   R.   B.   Kh a n ,   R.   Jid in ,   J.  P a su p u leti,   a n d   S .   A .   S h a a y a ,   Op ti m a c o m b in a ti o n   o f   so lar,  w in d ,   m icro - h y d ro   a n d   d ies e s y ste m b a s e d   o n   a c tu a se a so n a lo a d   p ro f il e f o a   re so rt  islan d   in   th e   S o u t h   Ch i n a   S e a ,   En e rg y ,   v o l.   8 2 ,   p p .   8 0 9 7 ,   2 0 1 5 .   [1 0 ]   M .   M o h a m m a d i,   R.   G h a se m p o u r,   F .   R.   A sta ra e i,   E.   A h m a d i,   A .   A l ig h o li a n ,   a n d   A .   T o o p s h e k a n ,   Op ti m a p lan n i n g   o f   re n e wa b le  e n e rg y   re so u rc e   f o a   re sid e n ti a h o u se   c o n si d e rin g   e c o n o m ic  a n d   re li a b il i ty   c rit e ria,   In t.   J .   El e c tr.   Po we r E n e rg y   S y st. ,   v o l.   9 6 ,   p p .   2 6 1 2 7 3 ,   2 0 1 8 .   [1 1 ]   S .   M .   Da w o u d   a n d   X.  L in ,   S t u d y   o f   h y b rid   P V - w in d   e n e rg y   s y ste m   to   iso late d   m icro - g rid ,   In d o n e s.  J .   El e c tr.   En g .   Co mp u t.   S c i. ,   v o l.   1 6 ,   n o .   2 ,   p p .   2 2 1 2 3 1 ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   3 Dec em b er   2 0 1 8   :   8 9 9     9 0 6   906   [1 2 ]   A .   Waq a r,   S .   W a n g ,   Q.  K.   M o h si n ,   a n d   M .   Za h id ,   Op ti m ize d   Op e ra ti o n - P lan n i n g   o f   a   M icro g rid   w it h   Re n e wa b le  S o u rc e s an d   V e h icle   to   G rid ,   In d o n e s.  J .   E lec tr.   En g .   C o mp u t.   S c i. ,   v o l.   1 6 ,   n o .   3 ,   p p .   4 0 1 4 0 8 ,   2 0 1 5 .   [1 3 ]   N.  A .   J e f r y   a n d   N.  A .   Za m b ri,   S u it a b il it y   o De m a n d   Re sp o n se   P ro g r a m   Eq u ip p e d   w it h   S o lar  En e r g y   in   U T HM,   In d o n e s.  J .   E lec tr.   En g .   C o mp u t.   S c i. ,   v o l .   6 ,   n o .   2 ,   p p .   2 9 4 3 0 0 ,   2 0 1 7 .   [1 4 ]   Y.  S a w le,  S .   C.   G u p ta,  a n d   A .   K.   Bo h re ,   S o c io - tec h n o - e c o n o m ic  d e sig n   o f   h y b rid   re n e w a b le  e n e r g y   s y ste m   u sin g   o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e s,”  Re n e w.   En e rg y ,   v o l .   1 1 9 ,   p p .   4 5 9 4 7 2 ,   2 0 1 8 .   [1 5 ]   A .   Ka a b e c h e ,   S .   Dia f ,   a n d   R.   I b t io u e n ,   F iref l y - in sp ired   a lg o rit h m   f o o p ti m a siz in g   o f   re n e w a b l e   h y b rid   sy ste m   c o n sid e ri n g   re li a b il it y   c rit e ria,”  S o l.   E n e rg y ,   v o l.   1 5 5 ,   p p .   7 2 7 7 3 8 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   A .   M .   P a tel  a n d   S .   K.  S in g a l,   Eco n o m ic  A n a l y sis  o f   Re n e w a b l e   En e rg y   S y ste m   f o El e c tri f ica t io n   o f   Re m o te  Ru ra A re a   h a v in g   S c a tt e re d   P o p u latio n ,   In t.   J .   Re n e w.   E n e rg y   Res . ,   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   5 2 3 5 3 9 ,   2 0 1 8 .   [1 7 ]   A .   L o re sta n a n d   M .   M .   A rd e h a li ,   Op ti m a in teg ra ti o n   o f   re n e w a b le  e n e rg y   so u rc e f o a u to n o m o u tri - g e n e ra ti o n   c o m b in e d   c o o li n g ,   h e a ti n g   a n d   p o w e s y ste m   b a s e d   o n   e v o lu ti o n a ry   p a rti c le  s wa r m   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m ,   En e rg y ,   2 0 1 8 .   [1 8 ]   A .   L .   G .   No g u e ra ,   L .   S .   M .   Ca st e ll a n o s,  E.   E.   S .   L o ra ,   a n d   V .   R .   M .   Co b a s,  Op ti m u m   d e sig n   o f   a   h y b rid   d ies e l - ORC/p h o to v o lt a ic  sy ste m   u sin g   P S O:  Ca se   stu d y   f o th e   c it y   o f   Cu ju b im ,   Bra z il ,   En e rg y ,   v o l.   1 4 2 ,     p p .   3 3 4 5 ,   2 0 1 8 .   [1 9 ]   R.   N.  S .   R.   M u k h taru d d in ,   H.  A .   Ra h m a n ,   M .   Y.  Ha ss a n ,   a n d   J.  J.  Ja m ian ,   Op ti m a h y b rid   re n e w a b le  e n e rg y   d e sig n   in   a u to n o m o u sy st e m   u si n g   Itera ti v e - P a re to - F u z z y   te c h n iq u e ,   In t.   J .   El e c tr.   Po we En e rg y   S y st. ,   v o l.   6 4 ,   p p .   2 4 2 2 4 9 ,   2 0 1 5 .   [2 0 ]   K.  Ro y ,   K.  K.  M a n d a l ,   A .   C.   M a n d a l,   a n d   S .   N.  P a tra,   A n a l y sis   o f   e n e rg y   m a n a g e m e n in   m icro   g rid -- A   h y b rid   BF OA   a n d   A NN   a p p ro a c h ,   Ren e w.   S u st a i n .   E n e rg y   Rev . ,   v o l.   8 2 ,   p p .   4 2 9 6 4 3 0 8 ,   2 0 1 8 .   [2 1 ]   D.  F e ld m a n   e t   a l. ,   P h o t o v o lt a i c   S y ste m   P ricin g   T re n d s:  Histo rica l,   Re c e n t,   a n d   Ne a r - T e r m   P ro jec ti o n s 2 0 1 3   Ed it i o n ,   L a wre n c e   Ber k e le y   Na tl .   L a b .   S tu d y , <   e mp .   lb l.   g o v /sit e s/ a ll /f il e s/ p re se n ta ti o n .   p d f > ( a c c e ss e d   S e p t.   2 0 ,   2 0 1 3 ) ,   2 0 1 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.