I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 ,   p p .   3 7 3 ~ 3 8 2   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e. v 1 0 . i 4 . p p 373 - 382       373       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a p e. ia esco r e. co m   Techno - econ o mic  study o a   hy brid  power g ene ra tion sy stem at  the  Leba nese  coa sta l high wa y s       M o ha m m a d H a mm o ud 1 ,   J a a f a H a lla l 2 ,   T a la   M o us s a 3 ,   H us s ei n K a s s em 4   1 , 2, 4 S DM   Re se a rc h   G ro u p ,   In tern a ti o n a U n iv e rsit y   o Be iru t   ( BIU ) ,   Be iru t,   Le b a n o n   1, 4 De p a rtme n o M e c h a n ica E n g in e e rin g ,   Leb a n e se   In tern a ti o n a Un iv e rsity   ( LIU ) ,   Be k a a ,   Le b a n o n   2 F a c u lt y   o E n g i n e e rin g ,   Leb a n e se   Un iv e rsity ,   Be iru t ,   Leb a n o n   3 M Até riau x   e I n g é n ierie   M é c a n i q u e   ( M ATI M ) ,   Un iv e rsité d e   Re i m s Ch a m p a g n e - Ard e n n e   ( URCA ) ,   Re ims ,   F ra n c e       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   10 ,   2 0 21   R ev is ed   Sep   30 ,   2 0 21   Acc ep ted   No v   3 ,   2 0 21       De sp it e   it g re a imp o rtan c e   i n   d a il y   li fe ,   e lec tri c it y   re m a in o n e   o t h e   m o st  c rit ica issu e in   Leb a n o n   wh e re   th e   p o we su p p l y   h a b e e n   e rra ti c   fo y e a rs  a n d   th e   g o v e rn m e n fa c e n u m e r o u p r o b lem in   b u y i n g   f o re ig n   c u rre n c y   fo r   fu e imp o rt  fr o m   p e tro leu m   c o u n tri e s.  Th e re fo re ,   th e re   is  a n   u rg e n n e e d   fo r   e fficie n so lu t io n to   p r o d u c e   l o c a e n e rg y   i n   a   m o re   su sta i n a b le  w a y ,   lea d in g   to   a n   e n v iro n m e n tally   frien d l y   e n e rg y   c o n su m p ti o n ,   fa a wa y   fro m   c o n v e n ti o n a e n e r g y   so u rc e s.  I n   th is  wo rk ,   u n c o n v e n ti o n a l   te c h n o lo g ies   a re   u se d   f o r   th e   g e n e ra ti o n   o f   c lea n   e n e rg y   fro m   a   sy ste m   o f   p h o t o v o lt a ic  (P V)   p a n e ls  a n d   wi n d   t u rb i n e s.  T h e   n o v e lt y   li e i n   th e   fa c th a t   t h e   c o st   o t h e   la n d   re q u ired   fo th e   i n sta ll a ti o n   is   a l m o st  z e ro .   T h e   m id d le  o t h e   h i g h wa y is   u su a ll y   l e ft  u n o c c u p ie d   a n d   t h e re fo re   su it a b le  fo th e   p ro jec t .   An o t h e in n o v a ti v e   fe a tu re   o th e   p r o p o se d   sy ste m   is  it a b il it y   t o   b e   c o n n e c ted   to   th e   p u b li c   u ti li t y   with o u t   t h e   n e e d   f o b a tt e ry   st o ra g e ,   wh ich   re d u c e th e   to tal   c o st  o th e   sy ste m .   Th e   p ro p o se d   d e s ig n   c o n sists   o 8 7 , 7 5 0   P Vs   a rra n g e d   in   p a irs  o n   a   ste e fra m e   fo r   a   c o a sta d istan c e   o f   1 1 7 , 0 0 0   m e ters   (h i g h wa y   d istan c e   b e twe e n   Ty re   a n d   Tri p o li wi th   a   wid th   o f   2   m e ters   a n d   2 9 , 2 5 0   v e rti c a win d   t u r b in e p lac e d   u n d e th e   c h a ss is.  Us in g   RET S c re e n   so ftwa re th e   c a p a c it y   o f   t h e   re su l ti n g   s y ste m   is  e stim a ted   a t   3 9 . 9   G W/ y e a r.   T h e   sy ste m   wo u l d   lea d   t o   a   re d u c ti o n   i n   CO 2   a n d   G HG   e m issio n o f   a p p ro x ima tely   2 8 , 2 1 1   tCO 2 /y e a r.   Th e   p a y b a c k   p e ri o d   o t h is   p ro jec is  e stim a ted   a 9   y e a rs wit h   a   li fe ti m e   o 2 5   y e a rs.   K ey w o r d s :   C o astal h ig h way   E n v ir o n m en t   Gr ee n   en er g y   Ph o to v o ltaic   R E T Scr ee n   W in d   en er g y   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h am m ad   Ham m o u d   SDM  R esear ch   Gr o u p   I n ter n atio n al  U n iv er s ity   o f   B e ir u ( B I U )   B eir u t,  L eb an o n   Dep ar tm en t o f   Me ch an ical  E n g in ee r in g   L eb an ese  I n ter n atio n al  Un iv er s ity   ( LIU )     B ek aa ,   L eb an o n   E m ail: m o h am ad . h am m o u d @ liu . ed u . lb       1.   I NT RO D UCT I O N     Hig h - q u ality ,   lo w - co s en er g y   h as  r ec en tly   b ec o m t h p r im ar y   co n ce r n   o f   n atio n s   ar o u n d   th wo r l d   an d   th e   k e y   to   th c o n tr o l   an d   m a n ag em e n o f   all  s ec t o r s ,   in clu d i n g   i n d u s tr ial  p r o d u ctio n ,   b u ild i n g s ,   ag r icu ltu r an d   m an u f ac t u r in g .   Fo r   ce n tu r ies,  en er g y   p r o d u ctio n   h as  b ee n   b ased   o n   co n v en tio n al  r eso u r ce s   s u ch   as  f o s s il  f u els  ( FF )   an d   co al.   Ho wev e r ,   d u e   to   th h i g h er   in cr ea s in   p o p u latio n   a n d   e n er g y   d e m an d ,   atten tio n   is   n o tu r n in g   to   n ew  g r ee n   r eso u r ce s   th at   h av e   lo w   en v ir o n m en tal  im p ac an d   d o   n o r elea s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 7 3     382   374   to x ic  s u b s tan ce s   in to   th e   en v ir o n m en t   th at  af f ec b o th   t h e   q u ality   o f   th e n v ir o n m en t   an d   th e   h ea lth   an d   s af ety   o f   p e o p le.   Un f o r tu n atel y ,   L eb a n o n   is   o n o f   th c o u n tr ies  f ac in g   m ajo r   p r o b lem s   to   m ee th d em an d   f o r   elec tr icity ,   esp ec ially   with   th cu r r en o v er lo a d   o f   t h p o p u latio n   ad d ed   to   th e   b ig   wa v o f   m ig r atio n   o f   Sy r ian   p o p u latio n   d u to   th p o liti cr is is   in   2 0 1 1   as  well  th cu r r e n ec o n o m ic  cr is is   th at  is   d ev astatin g   th e   co u n tr y   af ter   th r e v o lu tio n   o f   Octo b er   1 7 ,   2 0 1 9   an d   th e   n u m er o u s   ex p l o s io n s   th at  h av af f ec ted   B eir u t.  Hen ce ,   th n ee d   to   in v est  in   n ew  g r ee n   p o wer   tech n o lo g ies  s u ch   as  p h o to v o ltaic  ( PV )   p an els  an d   win d   tu r b in es.    PV p an els ar s em ico n d u cto r s - b ased   m ater ials   with   v er y   w id r an g o f   ap p licatio n s ,   p ar ti cu lar ly   in   th f ield   o f   s p ac ap p licatio n s   an d   en er g y   p r o d u ctio n .   E lect r icity   g en er atio n   p r o jects  ar b ein g   d ev el o p ed   in   m an y   co u n tr ies  lack in g   f o s s il  f u el  r eser v es.  I n   M o r o cc o ,   th latest  p r o ject  was  lau n ch ed   in   2 0 1 8   with   a   p h o to v o ltaic  s y s tem   an d   a   co n ce n tr atin g   s o lar   p o wer   ( C S P)  s y s tem   to   ad d   two   4 0 0   MW  o f   co m b in e d   s y s tem s   to   th n atio n al  p o wer   s u p p ly   [ 1 ] .   PV  p a n els  in clu d t h tr ad itio n al  s ilico n   s o lar   ce ll,  u s u al ly   in   th e   f o r m   o f   a   f lat  p late,   wh ich   is   af f ec ted   b y   clo u d in ess ,   th s u n   p o s itio n   an d   th an g le  o f   in cid en ce   o f   s u n lig h t;  th m o r n o r m al  t h s u n lig h b ec o m es,   th m o r e f f icien it   is .   T h e   s ec o n d   g e n er atio n   is   th i n - la y er   o f   s o lar   ce lls ,   m ad f r o m   am o r p h o u s   s ilico n   an d   n o n - s ilico n   m ater ials ,   an d   f in ally ,   th er is   th th ir d   g en er atio n   o f   s o lar   ce lls   u s in g   co m b in atio n   o f   am o r p h o u s   s ilico n   waf er s   an d   co n d u ctiv m ater ials .   s tu d y   h as  s h o wn   th at  L eb an o n   h as  g o o d   a v er ag e   s o lar   ir r ad iatio n ,   p r o d u cin g   h ig h ly   s ig n if ican t   am o u n o f   p o wer .   T h m o n th s   o f   Ma y   to   Au g u s ar th m o s f av o r a b le,   with   p ea k   in   J u l y   at  m o r e   th an   3 0 0   k W h /m 2   p er   m o n th   [ 2 ] .   W ith   s u ch   p r o m is in g   d ata,   th t h ir d   ty p o f   PV seem s   to   b s u itab l f o r   u s e.     Similar ly ,   win d   p o wer   tech n o lo g y ,   wh ich   is   tech n ically   f o r m   o f   s o lar   e n er g y   is   b ec o m in g   in cr ea s in g ly   ess en tial  in   th p r o d u ctio n   o f   g r ee n   en er g y ,   p ar ticu lar ly   in   C an ad a,   th Un ited   States ,   an d   E u r o p e .   Fo r   in s tan ce ,   1 0   G W   p ac k ag o f   win d   p o wer   h a s   b ee n   in s talled   in   C an ad a   s in ce   2 0 0 0 ,   with   1 3 7   MW  o f   in s talled   ca p ac ity   r e m ain in g   in   s er v ice  wo r ld wid e.   C o n s eq u en tly ,   C an ad ca n   ev en tu ally   p r o d u ce   10 0   % o f   elec tr icity   f r o m   ze r o   em is s io n   s o u r ce s   [ 3 ]   Hy b r id   PV  s o lar /win d   e n er g y   co n v e r s io n   s y s tem s   h av b e en   wid ely   u s ed   f o r   elec tr icity   s u p p ly   in   is o lated   lo ca tio n s ,   f ar   f r o m   th g r id   o r   d is tr ib u tio n   s y s tem .   T h ese  s y s tem s   p r o v id e   r elia b le  s er v ice  an d   ca n   o p er ate  f o r   lo n g   p er io d s   o f   ti m e   [ 4 ] [ 8 ] .   R ec en tly ,   Du r s u n   et  a l [ 9 ]   p e r f o r m ed   a   s tu d y   o f   a   h y b r id   P V - win d   s y s tem   in   wh ich   th ey   in v esti g ated   th p o s s ib ilit y   o f   p r o v id in g   elec tr icity   to   r em o te  l o ca tio n   with o u a n y   elec tr ical  co n n ec tio n ,   in   th ci ty   o f   E d ir n e,   T u r k e y .   T h e y   f o u n d   th at  t h PV/win d /d iesel  s y s tem   with   b atter y   ca n   b wid ely   u s ed   to   r ep lace   o r   u p g r ad th ex is tin g   s tan d - alo n d iesel  s y s tem .   I n   ad d it io n ,   2 5 s av in g   was  ac h iev ed   b y   u s in g   th h y b r id   s y s tem   co m p ar e d   to   th s tan d - alo n d iesel  s y s tem .   R eh m an   an d   Sah in   [ 1 0 ]   ca r r ied   o u s tu d y   in   Sau d Ar ab ia  u s in g   h y b r id   PV/win d   s y s tem   f o r   wate r   p u m p in g   in   r em o te  ar ea s .   T h e y   p r o v e d   th f ea s ib ilit y   o f   s u ch   s y s tem   b y   p u m p in g   wate r   co n tin u o u s ly   th r o u g h o u th y ea r   at  r ea s o n a b le  co s t.    On   th o th er   s id e,   tech n o - ec o n o m ic  f ea s ib ilit y   s tu d y   o f   h y b r id   win d /s o lar   p o wer   g en er atio n   s y s tem   ( PGS)  is   b ein g   co n d u cted   b y   C h o n g   et  a l .   [ 1 1 ] .   T h r esu lts   s h o wed   th at  th s y s tem   ca n   co v er   a   s ig n if ican p ar o f   a   b u ild i n g   en er g y   d em a n d   a n d   im p r o v its   in d ep en d e n ce   f r o m   th u r b an   elec tr icity   g r id .   An o th er   s tu d y   is   p e r f o r m ed   b y   K o u h estan et   a l [ 1 2 ]   at  th Un iv er s ity   o f   L eth b r i d g in   C an ad a.   A   co m p ar is o n   o f   th r esu ltin g   o u tp u o f   s o lar   PV  an d   win d   tu r b in g en er atio n   o v er   5   y ea r s   with   th u n iv er s ity s   elec tr ical  d em an d   r ev ea led   th at  win d   tu r b i n an d   s o lar   PV  s y s tem s   to g eth er   co u ld   p r o d u ce   m o r th an   3 . 6   tim es  o f   th an n u al  elec tr icity   co n s u m p tio n   o n   av er a g e.   Mo r eo v er ,   Nijh awa n   an d   J ian u   [ 1 3 ]   p r o v ed   in   v er y   r ec en s tu d y   p er f o r m e d   in   No r th er n   On tar i o ,   C an ad a,   t h at  th PV/ w in d / h y d r o g en   P GS  ca n   r ep lace   th e   co n v en tio n al  f u el - b ased   s y s tem .   T h is   clea n   en e r g y   u s in g   r en ewa b le  s o u r ce s   will  r ep lace   th an tiq u ate d   m eth o d s   o f   p o wer   g en er atio n   th at  p o llu te  th e n v ir o n m en an d   d e p lete  th p lan et  o f   its   n atu r al  r eso u r ce s .   A   s im ilar   s tu d y   was  p er f o r m ed   i n   B ah r ain   b y   Haji  et  a l [ 1 4 ]   wh er th ey   in a u g u r ate d   th co u n tr y s   f ir s h y b r i d   r en ewa b le  en er g y   s y s tem   ( HR E S)  as a   d em o n s tr at io n   p r o ject .   T h au th o r s   f o u n d   t h at  th H R E S su p p lied   5 0 o f   th p o wer   d e m an d   with   a   r e d u ctio n   o f   4 8 % o f   C O 2   g ases   em is s io n .   I n   L eb a n o n ,   th am o u n t   o f   el ec tr icity   p r o d u ce d   d o es  n o m ee en er g y   n ee d s .   T h u s ,   t h e   n ec ess ar y   en er g y   is   eith er   p u r ch ased   f r o m   Sy r i o r   p r o d u ce d   u s in g   th T u r k is h   p o wer   s h ip   an d   m o r r ec en tly ,   Diesel  g en er ato r s   in   ea ch   v illag e.   All  th ese  s o u r ce s   o f   e n er g y   m ea n   th at  L eb an o n   s u f f e r s   as  m u ch   as  an y   d e v elo p in g   co u n tr y   f r o m   h ig h   g r ee n h o u s g as  em is s io n   an d   C O 2   em i s s io n   r ate.   W ith o u f o r g et tin g   th s ev er en er g y   cr is is ,   ag ein g   p o wer   in f r astru c tu r an d   t h v u ln er a b ilit y   o f   t h elec tr icity   g r id   to   ex tr em e   wea th er   co n d itio n s   d u to   th g l o b al  war m in g .   T h er ef o r e,   to   f ac th is   cr is is ,   an d   f o r   th f ir s tim in   L e b an o n ,   s o lar /win d   h y b r id   PGS is   b ein g   d esig n ed   to   b im p lem e n ted   at  th c o astal h ig h way s   [ 1 5 ] .   T h is   s y s tem   is   to tally   en v ir o n m en tally   f r ien d l y   as it is d esig n ed   to   p r o d u ce   g r ee n   en e r g y   with o u t a n y   to x ic  g ases   em is s io n   s u ch   as  ca r b o n   d io x id an d   n itro g en   m o n o x i d e   [ 1 6 ] .   As  well,   th er is   n o   n ee d   to   s to r e   th en er g y   p r o d u ce d   in   b atter i es,  also   co n s id er ed   as  s o u r ce   o f   p o llu tio n   s in ce   th elec tr icity   p r o d u ce d   will  b s u p p lied   d ir ec tly   to   th g r id   u tili ties .   Mo r eo v er ,   th is   s y s tem   will   b im p lem en ted   at  th m id d le  o f   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       Tech n o - ec o n o mic  s tu d o a   h yb r id   p o w er g en era tio n   s ystem  a t th Leb a n ese  . . .   ( Mo h a mma d   Ha mmo u d )   375   h ig h way s ,   a   g o v er n m en tal  p r o p er ty ,   w h ich   elim in ates  t h h i g h   c o s o f   lan d .   T h ese  two   p o in ts   ar th e   s tr en g t h   o f   th is   r esear ch   as th ey   will sav o n   t h ex h a u s tiv co s ts   o f   s to r ag an d   lan d .     T h r em ai n d er   o f   th e   p ap e r   is   s tr u ctu r ed   as:  s ec tio n   2   d ea ls   with   t h e   m eth o d o lo g y   f o llo w ed   in   th e   d esig n   o f   th e   PGS.  T h d esig n   o f   t h PGS  is   p r esen ted   in   d etails  in   s ec tio n   3 .   T h e   av er ag co astal  win d   s p ee d   is   m ea s u r ed   f ir s t a s   it is   cr u cial  elem en t o f   th d esig n .   I n   a d d itio n ,   th o u t p u t p o wer   is   also   ca lcu lated   in   th i s ec tio n .   Sectio n   4   is   d ev o te d   t o   an   ass ess m en o f   t h p r o ject  u s in g   R E T Scr ee n   s o f twar e.   T h p r o ject  p ay b ac k ,   th GHG  an d   C O 2   em is s io n s ,   as  well  th an n u al  in co m o v er   th p r o ject  life tim ar ca lcu lated .   Fin ally ,   s ec tio n   5   d r aws th m ain   f in d i n g s   o f   th p ap er   an d   tac k les th f u tu r wo r k s .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     2 . 1 .   L a nd   u s   B u ild in g   ca r b o n - f r ee   f u tu r e   is   th m o s ch allen g in g   an d   cr u cial  to p ic  f ac in g   t h wo r ld   to d ay .   T h at’ s   wh y   r esear ch er s   ar t u r n in g   t o   g r ee n   e n er g y   s o u r c es,  wh er s o lar   en er g y r elativ ely   af f o r d ab le  an d   wid ely   av ailab le is   s ee s   a s   th m o s attr ac tiv e.   Ho wev er ,   th is   alter n ativ s o lu tio n   wo u ld   h av to   o v er c o m e   s ev er al  o b s tacle s   to   b co n s id er ed   as  p r o m is in g   as  o n m ig h im ag in e.   On o f   th ese  o b s tacle s   is   th s p ac r eq u ir ed   f o r   th i n s tallatio n   o f   lar g s tatio n .   Sin ce   2 0 0 6 ,   th p r ice  o f   lan d   in   L eb a n o n   h as  in cr ea s ed   ex p o n e n tially .   T h is   is s u u r g e s   f o r   f i n d in g   u n u s ed   g o v er n m en lan d   wh er t h d esig n   ca n   b estab lis h ed   a n d   s u b s eq u en tly   im p lem e n ted .   T h is   is   th id ea   o f   th e   h ig h way s   wh er s n ak e   s h ap o f   PV  p an els  with   v er tical   win d   tu r b in ca n   b i n s talled   at  th m id d le.   T h ese  ca n   b in s talled   alo n g   th co n cr ete  b l o ck s   s ep ar atin g   th e   h ig h way s   in to   2 - way s .   T h e   id ea   ca n   b im itated   al o n g   an y   h ig h way   in   L eb an o n   o r   elsewh er in   n eig h b o r in g   co u n tr ies.   I n   th is   p r o ject,   th e   d esig n   to o k   in to   co n s id er atio n   th h ig h way s   b etwe en   T y r e   an d   T r ip o li  ( as  s h o wn   in   Fig u r e   1 )   wh er t h to tal   d is tan ce   was  m ea s u r ed   to   b 1 1 7 0 0 0   m eter s   with o u an y   ty p o f   o b s tacle s   in ter ce p tin g   th in s tallatio n   o f   th s y s tem   s u ch   as  b r id g es   an d   p u b licity   p an els.  T h is   d is tan ce   is   2   m   wid e   allo win g   th in s tallatio n   o f   tw o   r o ws o f   PV p a n els.    On ac r o f   lan d   is   ap p r o x im ately   ab o u 4 , 0 4 6 . 8 5 6   m 2 ,   an d   th p r o p o s ed   PGS  h as  an   ef f ec tiv ar ea   o f   in s tallatio n   o f   2 3 4 , 0 0 0   m 2 ,   wh ich   is   eq u iv alen ap p r o x im ately   to   5 8   ac r es  o f   lan d .   On   a v er ag e,   t h p r ice   o f   an   ac r i n   th e   co astal  r eg io n   a L eb an o n   is   ap p r o x im ately   4 0 0   k $ .   T h u s ,   th e   lan d   co s wo u ld   b e   2 3   M$ .   T h e   in s tallatio n   o f   th PGS  in   th m id d le  o f   h i g h way s   will  e li m in ate  th co s o f   lan d .   T h is   is   s ig n if ican r ed u ctio n   i n   th co s t o f   s y s tem s   in   g en er al.             Fig u r 1 .   Ma p   o f   t h r eg io n   w h er th PGS will b im p lem e n ted   ( r e d   h ig h lig h ted )       2 . 2 .   B a t t er y   s t o ra g e   Ov er   th p ast  two   d ec ad es,  b a tter ies  h av m o v ed   f r o m   b ein g   th m ain   ca taly s f o r   s o lar   PV  to   b m ar g in al  tec h n o lo g y .   B atter y - b ased   s y s tem s   ac co u n t   f o r   o n l y   1 o f   an n u al  PV  in s tallatio n s   in   th e   U. S.  a n d   wo r ld wid e   [ 1 7 ] .   T h o b jectiv o f   th is   ev o l u tio n   is   s im p le.   Gr id - co n n e cted   PV  s y s tem s   h av p r ac tically   h i g h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 7 3     382   376   p r o d u ctiv ity   an d   alm o s u n lim ited   ca p ac ity   a n d   r eq u ir lo w   m ain ten an ce   o v er   th eir   life tim e.   Fu r th er m o r e,   th e   o ff - g r id   ( b atter y   r ein f o r ce m e n PV  f r am ewo r k s )   d is ch ar g 3 0 o r   m o r o f   th s o lar   en er g y   in   th e   ch ar g e/r elea s p r o ce s s ,   as  s h o wn   in   Fig u r 2 ( a) .   I n   ad d itio n ,   th o f f   g r id   r ejec ts   all  ex ce s s   s o lar   en er g y   o n ce   th b atter ies  ar f u lly   ch ar g ed   o n   g o o d   s u m m er   d ay ,   as  s h o wn   in   Fig u r 2 ( b ) .   T h ex c ess   s u m m er   en er g y   will  b wasted .   W i th   b atter y   s y s tem ,   th er is   s im p ly   n o   way   to   s av ex ce s s   s u m m er   en e r g y   f o r   win ter   u s e.   T y p ically ,   b atter y   s y s tem   is   s ized   to   co n s er v en er g y   f o r   f ew  d ay s   o n   th wo r s s o lar   d ay   o f   th y ea r   in   L eb an o n   ( Dec em b er ) .   T h s o l ar   p o wer   av ailab le  at  th at  tim is   ab o u h alf   o f   wh at  we  g et   in   th s u m m er   p er   d ay   [ 1 8 ] .           ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   ( a )   B atter y   b ac k - u p   vs   ( b )   Gr id - t ie  PV sy s tem s   [ 1 7 ]       On o f   th p r i n cip les   s ellin g   p o in ts   o f   s o lar   p o wer   was  p o wer   s av in g .   T h is   d im in is h es  d ep en d en ce   o n   co al   f u eled   g e n er ato r s ,   im p ly in g   th at   m o s o f   th p o wer   u ti lized   wo u ld   b ' g r ee n ' .   B atter y   p e r m its   to   s to r th ab u n d a n ce   o f   en er g y   p r o d u ce d   d u r i n g   d ay ,   an d   s u b s eq u en tly   u tili ze d   d u r in g   to p   p er io d s   an d   d u r in g   n ig h t.   T h is   is   o n e   o f   th e   m an y   r ea s o n s   th at  b atter y   i n n o v atio n   h as  b ec o m e   m o r well   k n o wn   o v er   th e   r ec en t   y ea r s .   B atter y   in teg r atio n   in to   s o lar   p lan t,  ca n   s er v ag ain s th d ec r ea s in   p o wer   r etu r n   f r o m   n etwo r k   a n d   in ter r u p tio n   o f   p o wer   d u r in g   n o n - s u n n y   h o u r s .   T h is   r en d er s   th p o wer   s y s tem   m o r s ta b le  an d   r eliab le.   I n   m an y   r ec en p ap er s ,   it  was  p r o v e d   th at   B atter ies  in teg r atio n   in   p o wer   s y s tem   ca n   s u cc ess f u lly   less en   o s cillatio n s   in   f r eq u en cy   an d   tie - lin p o we r   p r o f iles   ca u s ed   b y   s m all  lo ad   d is tu r b an ce s ,   i.e .   im p r o v t h e   s tab ilit y   an d   tr a n s ien b e h av i o r   o f   th e   s y s tem   [ 1 9 ] .   R eg ar d less   o f   all  th e   p r ev io u s ly   m en tio n ed   b en e f its ,   m ajo r   d r awb ac k   o f   im p lem en tin g   b atter y   s to r ag s y s tem s   is   s till   th in itial  co s t,  wh ich   co u ld   s to p   p r o ject   b ef o r e   it  s tar ts .   I n   ad d itio n   t o   t h is ,   th p r o ject  aim s   to   f u lf ill s o m d em a n d   i n   p o wer   u s ag d u r in g   th e   d ay ,   an d   r ely in g   o n   win d   t u r b in es to   c o m p lem en t th s y s tem   d u r in g   win d y   d ay s   ( n o n - s u n n y ) .   T h p o s s ib ilit y   to   co n n ec th p r o p o s ed   s y s tem   to   th n atio n al  elec tr icity   g r id   th r o u g h   ap p r o p r iate   in v er ter s ,   an d   to   av o id   th u s o f   b atter ies,  is   an o th e r   ec o n o m ic  ad v a n tag o f   th is   s y s te m .   I n   th is   way ,   t h ex h au s tiv co s o f   b atter ies  an d   th eir   m ain ten a n ce   is   elim in ated ,   with   g o o d   en v ir o n m en ta im p ac d u to   t h e   elim in atio n   o f   th ch em ical  s o u r ce   in s id th b atter ies.        3.   DE S I G N   T h p r o ject  d esig n   in v o lv es  s ev er al  s tep s   in clu d in g   th ac tu a m ea s u r em en ts   o f   av er ag wi n d   s p ee d ,   wh ich   ar e   ca r r ie d   o u at   th e   o u ts et.   Dep en d in g   o n   th e   v al u o f   th e   win d   s p ee d   an d   th e   av ailab ilit y   o n   th e   L eb an ese  m ar k et,   t h win d   tu r b in will  b s elec ted .   I n   th is   s ec tio n ,   all  th e   d etails  r e g ar d i n g   th PV  p an els  t o   b u s ed ,   th e   s teel  f r am e   th at   will  s u p p o r th e   d esig n   an d   th i n v er ter s   to   b in s talled   to   t r an s f o r m   d ir e ct  cu r r en t D C   in to   alter n atin g   cu r r en t A C   will b p r o v i d ed .     3 . 1 .   Wind   v elo cit y   W in d   s p ee d   was  m ea s u r ed   o n   th co astal  h ig h way   u s in g   f lo wm eter   lo ca ted   o n m eter   ab o v th e   r o ad .   Fig u r e   3   s h o ws  th e   v ar ia tio n   in   win d   s p ee d   ( in   m /s )   f o r   th p er io d   f r o m   2 9   Ma r ch   to   2 4   Ap r il  2 0 2 0 .   T h e   co m p lete  an aly s is   o f   th co llected   d ata  s h o wed   an   av er ag e   win d   s p ee d   o f   4 . 1   m /s .   T h is   v alu is   ad ap ted   to   th en er g y   p r o d u ctio n   o f   th v er t ical  ax is   win d   tu r b in e.   No te  t h at  th is   th av er ag v alu o f   th win d   s p ee d   is   b ac k ed   u p   b y   R E T Scr ee n   s o f t war [ 19]   wh e r th av er a g v alu o v er   th 1 2   m o n th s   o f   th e   y ea r   at  th co astal   r eg io n s   r an g ed   b etwe en   4   m /s   an d   4 . 5   m /s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       Tech n o - ec o n o mic  s tu d o a   h yb r id   p o w er g en era tio n   s ystem  a t th Leb a n ese  . . .   ( Mo h a mma d   Ha mmo u d )   377       Fig u r 3 .   W in d   s p ee d   at  th co astal h ig h way   m ea s u r ed   o v er   o n m o n th       3 . 2 .   P pa nels   a nd   wi nd   t urbi ne s   3 0 0 - watt  p o ly cr y s tallin p a n els  wer ch o s en   f o r   th e   d esig n .   T h ese  p an els  h av e   th h i g h est  p o wer   r ate  am o n g   th o th er   PV  p an el s   o n   t h L e b an ese  m a r k et.   Du r in g   in s tallatio n ,   th PV m o d u les  will  b tilt ed   b y   2 4 ° u s in g   s teel  f r am an d   d ir ec ted   s o u th war d ,   w h ich   is   th ca s f o r   o p tim al  en er g y   p r o d u ctio n   in   th co astal   ar ea   as  it  ca n   b co n clu d e d   f r o m   th d ata b ase  o f   th R E T Scr ee n   s o f twar [ 2 0 ]   wh er e   th av er ag s o lar   ir r ad iatio n   r a n g ed   b etwe en   4   an d   7   k W h /m 2 /d ay   o v er   t h y ea r .   As  p r ev io u s ly   m en tio n ed ,   th PV  f ar m   will  co v er   1 1 7 0 0 0   m eter s   f r o m   T y r to   T r i p o li,  with   a   wid th   o f   2   m eter s .   T h e   d esig n   c o n s is ts   o f   8 7 7 5 0   PV  p an els   d iv id ed   in t o   two   p ar allel  lin e s   o f   4 3 8 7 5   p an els.  T h ese  lin e s   ar in   th m id d le  o f   th e   h ig h way .   T h s h a d o w   ef f ec b etwe en   c o n s ec u tiv P p an els,  wh ich   ca n   r e d u ce   t h o u tp u p o wer   o f   th wh o le   s y s tem ,   was  tak en   in to   co n s id er atio n .   T h is   p r o b l em   was  av o id ed   b y   tak in g   s h ad o d is tan ce   o f   0 . 9   m   b etwe en   2   co n s ec u tiv e   PVs   [ 1 5 ]   As  f ar   as  th tu r b in es  ar co n ce r n ed ,   th ty p to   b u s ed   is   th Sav o n iu s   ty p e,   with   1 - m eter   h eig h t   an d   1 - m eter   d iam eter ,   p r o d u c ed   f r o m   m ater ials   with   h ig h   s tr en g th - to - weig h r atio .   No t th at  th Sav o n i u s   v er tical - ax is   win d   tu r b in ( VAWT)   is   s lo r o tatin g ,   h ig h   to r q u m ac h in with   at  least  two   b lad es  an d   is   u s ed   in   lo e f f icien cy ,   h ig h   r eliab ilit y   p o wer   tu r b in es.  T h ty p to   b u s ed   h as  m u ltip le   s em icir cu lar   s h ap e d   b lad es  d is tr ib u ted   ar o u n d   v e r tical  p o le.   I h as  s im p le  s tr u ctu r e,   g r ea s tar tin g   ch ar ac ter i s tics ,   g en er ally   lo w   o p er atin g   s p ee d s   an d   th ca p a city   to   ca tch   win d   f r o m   an y   d ir ec tio n .   T h tu r b in es  s h o u ld   b p lace d   u n d er   th f r am with   d is tan ce   o f   4   m eter s   to   av o id   tu r b u len ce   [ 2 1 ] T h u s ,   o v e r   a   len g th   o f   1 1 7 0 0 0   m   len g t h   o f   th e   PGS,  th n u m b er   o f   VAWTs wo u ld   b 2 9 2 5 0 .     3 . 3 .   Ste el  f ra m a nd   s t ruct ura l a na ly s is   T h co m b in e d   s y s tem   o f   p h o to v o ltaic  p an els  an d   win d   t u r b in es  will  b m o u n ted   o n   s teel  f r am m an u f ac tu r ed   b ased   o n   n u m e r ical  s im u latio n s   to   s u s tain   ex tr em lo ad   v alu es.  T h PV  p an els,  as  m en tio n ed   ab o v e,   will h av 8 7 7 5 0   PVs   p lace d   o n   th s teel  f r am o v er   t h en tire   co s tal  d is tan ce   o f   1 1 7 0 0 0   m   an d   wid th   o f   2   m eter s .   An   illu s tr atio n   o f   th co m b in ed   s y s tem   u s in g   C AD  s o f twar is   s h o wn   in   Fig u r 4 .   T h s teel   f r am p r esen ted   in   Fig u r 4   c o n s is ts   o f   m an y   g eo m etr ies,  s t ar tin g   with   h o llo s q u ar co n n ec tin g   f ix tu r e   an d   an   L - s h ap ed   co r n er   b a r .   T h ese   ar well  g alv an ized   i n   o r d er   t o   r esis t b en d in g ,   co r r o s io n ,   o r   an y   ty p e   o f   d ef ec t .           Fig u r 4 .   An   in s ig h t o f   th s y s tem   co m b in in g   PV p an els an d   w in d   tu r b i n es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 7 3     382   378   T h s tr u ctu r was  an aly ze d   u s in g   f in ite  e lem en s o f twar t o   test   th r eliab ilit y   o f   th e   s teel  f r am e.   T h win d   s p ee d   was  ass u m ed   at  a   h ig h   v alu o f   1 2 0   k m /h .   R esu lts   d ep icted   in   Fig u r 5   s h o th at   th e   m ax im u m   s tr ess   is   5 . 1 1   MPa,   v alu m u ch   lo wer   th an   th y ield   ten s ile  o f   th s teel.   T h u s ,   th e   s y s tem   is   co n s id er ed   c o m p letely   s af ag ain s t e last ic  d ef o r m atio n .           Fig u r 5 .   Ma x im u m   p r in cip al  s tr ess   at  1 2 0   k m /h   ( e x tr em w in d   s p ee d   d u r in g   win ter   s ea s o n )       3 . 4 .   I nv er t er s   T h er ar s ev e r al  ty p es  o f   in v er ter s ,   s u ch   as:  ce n tr al,   s tr in g ,   an d   m icr o .   T h ce n tr al  in v er ter   is   th e   m o s u s ed   an d   th m o s r eliab l e.   T h ch o ice  o f   th in v e r ter   d ep en d s   o n   th a p p licatio n   f o r   wh ich   it  is   u s ed .   I n   th d esig n ed   s n ak e - s y s tem ,   c en tr al  in v er t e r s   ca n n o t   b im p lem en ted   a n d   t h at’ s   d u e   to   co m b in atio n   o f   a   lar g PV  ar r ay   wh ich   will  lead   to   h ig h   v o ltag d r o p   in   th e   wir es.  T h is   th er ef o r leav es  two   in v er ter   o p ti o n s s tr in g   o r   m icr o .   Fo r   t h cu r r en d esig n ,   th m icr o   in v er te r   s ee m s   to   b e   th m o s ap p l icab le  y et  n o th e   ch ea p est.  All  p a n els  will  h av th m icr o - in v er ter   b ac k e d   u p .   T h a d v an ta g h er e,   co m es  in   m o r o u tp u t   p o wer   f o r   ea c h   p a n el  ( a b o u t   5 - 2 5 %),   th e   p r o b lem   in   o n o f   t h ce lls   ( s h ad in g   f o r   ex a m p le)   will  n o af f ec th e   wh o le  s y s tem   as  in   o t h er   ty p e s   o f   in v er ter s .   T h is   d o esn ad d   s im p licity   to   th d esig n   in   a d d itio n   to   t h h ig h er   co s co m p ar ed   to   o th er s   in   th f am ily ,   y et,   lo o k in g   at  th lo n g er   life s p an   f o r   m icr o - in v er ter s   ( 1 5 - 2 5   y e ar s   co m p ar ed   to   5 - 1 0   y ea r s   f o r   o th er   t y p es),   th is   c o m es  to   b an   ad v a n tag o n   lo n g   t er m   th an   b ein g   a   d is ad v an tag e.       3 . 5 .   P p o wer   o utput   Her ea f ter ,   th to tal  p o wer   th at  ca n   b g en er ated   b y   th cu r r en d esig n   is   ca lcu lated .   T h n o m in al   p ea k   p o wer   th at  ca n   b g en er ated   with   th e   s elec ted   PV  p an el   is   3 0 0   W ,   wh ich   is ,   a   to t al  o f   8 7 , 7 5 0 ×3 0 0 = 2 6 . 3 2 5   MWh   n o m in al  PV  p o wer   g en er ated .   I n   r ec e n s tu d y   p er f o r m ed   in   L eb an o n   [ 2 2 ] ,   th e   an n u al  a v er ag e   en er g y   g en er at ed   b y   PV  p an el  is   3 8 7   k W h /y ea r ,   wh ic h   m ea n s   th at  f o r   8 7 , 7 5 0   p an els,  a   to tal   o f   3 4   GW   p er   y ea r   is   p r o d u ce d .   Fo r   t h VAWT,   th m ax im u m   p o we r   g e n er ated   b y   ea c h   t u r b in is   ca lcu lated   u s in g   ( 1 ) .       = 1 2 3   ( 1 )     wh er ρ   is   th d en s ity   o f   th air ,   is   th s wep ar ea   o f   th e   tu r b in p e r p en d icu lar   to   th e   f lo d ir ec tio n ,   is   th win d   v elo city ,   an d     is   th p o wer   co ef f icien t.   T h v alu o f   th air   d en s ity   a th co ast  is   = 1 . 225    / 3   is   tak en   at  its   m ax im u m   v alu o f   = 16 27 ,   th av er ag win d   s p ee d   was  m ea s u r ed   at  4 . 1   m /s ,   an d   t h s wep t a r ea   is   th h eig h t o f   th b lad es tim es   th r o tatio n   d iam eter   w h ich   e q u als  1   m 2 .   R ep lacin g   th ese  v alu es  in to   ( 1 ) ,   th e   m ax im u m   o u tp u p o wer   o f   th e   VAWT  i s   2 5   W h .   T h u s ,   th f u ll  p o wer   p r o d u ce d   b y   2 9 , 2 5 0   VAWT  is   eq u al  to   = 25 × 29 , 250 = 0 . 732    .   T ak in g   in t o   co n s id er atio n   th at  th v ar io u s   p o wer   lo s s es  ar esti m ated   to   9 %,  th e   VAWTs  ca n   g en er ate  an   an n u al  en e r g y   o f   = 5 . 88      p er   y ea r .   R eg ar d in g   th g lo b al  d esig n ,   th r esu ltin g   ca p ac i ty   o f   th s o lar /win d   PGS is   esti m ate d   to   3 9 . 9   GW   p er   y ea r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       Tech n o - ec o n o mic  s tu d o a   h yb r id   p o w er g en era tio n   s ystem  a t th Leb a n ese  . . .   ( Mo h a mma d   Ha mmo u d )   379   4.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O   T o o ls   an d   s o f twar to   g u id e   en er g y   ch o ices  in clu d h y b r id   o p tim izatio n   m o d el  f o r   r en ewa b le   elec tr icity h y b r id   d esig n er ,   a n d   R E T Scr ee n   ex p er t.  T h e   R E T Scr ee n   ex p er t   s o f twar is   r ec en tly   u s ed   in   th is   ty p o f   h y b r id   s y s tem s .   T h s o f twar is   p ac k ag d ev elo p e d   b y   th Go v e r n m en o f   C an ad a.   I was  r elea s ed   to   th p u b lic  o n   Sep tem b e r   2 0 1 6 .   I allo ws  to   id en tify ,   e v alu ate  an d   o p tim ize   th tec h n ical  an d   f i n an cial  v iab ilit y   o f   p o ten tial  r en ewa b le  en er g y ,   en er g y   ef f icien c y   an d   co g e n er atio n   p r o jects.  Se v er al  s tu d ies  wer p er f o r m ed   to   v alid ate  th e   tec h n o - ec o n o m ic   an d   en v ir o n m e n tal  s u s tain ab ilit y   o f   PV  an d   w in d   tech n o lo g ies  [ 2 0 ] ,   [ 2 3 ] .   Usi n g   R E T Scr ee n   ex p er s o f twar e,   it  was   f o u n d   th at  th p r o p o s ed   h y b r i d   PGS  h as  an   esti m ated   in itial  co s o f   a p p r o x im ately   3 1 . 4   M $ ,   a n d   with   2 5 - y ea r s   life tim e,   th s y s tem   wo u ld   h av e   p r o d u ce d   elec tr icity   at  co s o f   ap p r o x im ately   8 0 . 6   M$   wh ich   is   r o u g h ly   2 . 6   tim es  th ac tu al  s y s tem   c o s t.  T h in itial  co s f o r   t h e   m ain   co m p o n en o f   th s y s tem   ( PV  m o d u les  an d   w in d   tu r b in es)  as  well  as  in v er ter   in s tal latio n   in   ad d itio n   to   th e lectr ic  ex p o r t r ev e n u ( $ )   ar s h o w n   in   Fig u r 6 .             Fig u r 6 Pro ject  c o s t a n d   elec tr icity   ex p o r r ev en u f r o m   R E T Scr ee n   ex p e r t       I n   ad d itio n ,   Fig u r 7   p r esen ts   th f in a n cial  v iab ilit y   w h er e   th in ter n al  r ate  o f   r et u r n   ( I R R )   is   th e   an n u al  r ate  o f   g r o wth   an   in v estme n is   ex p ec ted   to   g en e r a te.   T h h ig h e r   an   I R R   is ,   th m o r d esira b le  a n   in v estme n t is to   u n d er ta k e.   M o r eo v e r ,   th n et  p r e s en t v alu ( NPV)   is   th d if f er en ce   b etwe en   th p r esen v alu e   o f   ca s h   in f lo ws  a n d   th p r esen v alu e   o f   ca s h   o u tf lo ws  o v er   p er io d .   I f   th NPV  o f   a   p r o j ec o r   in v estme n t   is   p o s itiv e,   th is   m ea n s   th at  th e   d is co u n ted   p r esen v alu o f   all  f u tu r ca s h   f lo ws  r ela te d   to   th at  p r o ject  o r   in v estme n t w ill b p o s itiv e,   an d   th er ef o r m o r attr ac tiv wh ich   is   th ca s o f   th is   p r o ject.             Fig u r 7 .   Fin an cial  v iab ilit y   f r o m   R E T Scr ee n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 7 3     382   380   Fig u r 8   p r o v id es  s u m m a r y   o f   th p a y b ac k   p er io d   o f   t h e   p r o ject .   I n   ad d itio n ,   th s y s tem   wo u ld   r esu lt in   n et  d ec r ea s o f   C O 2   an d   GHG  f lo ws o f   ~2 8 , 2 1 1   tC O2 /y ea r   as sh o wn   in   Fig u r e   9   an d   ~7 0 5 , 2 7   tC O 2   o v er   life   o f   th s y s tem .   co m p ar is o n   b etwe en   th p r o p o s ed   ca s an d   th b ase  o n ( f u el - b ased )   s h o ws  r ed u ctio n   o f   9 3 % o f   GHG  em i s s io n s .     Fin ally ,   im p lem en tin g   th is   p r o ject  wo u ld   h el p   s u r ely   in   r ed u cin g   th e   ef f ec t   o f   g lo b al  war m in g   ca u s ed   b y   b u r n in g   t h f u el  to   p r o d u ce   th s am am o u n o f   e n er g y   in   th is   r eg io n .   T h p r o j ec GHG  em is s io n   r ed u ctio n   o f   ~2 8 , 2 1 1   tC O 2 /y ea r   is   eq u iv alen to   2 , 5 9 4   ha   o f   f o r est  ab s o r b in g   ca r b o n   n o c u d o wn   o v e r   1   y ea r   o f   th en tire   life   s p an   o f   th p r o ject  if   in s talled .           Fig u r 8 .   Pay b ac k   p e r io d   o f   th h y b r i d   PGS ca lcu lated   u s in g   R E T Scr ee n             Fig u r 9 .   Gr o s s   an n u al  GHG  e m is s io n   r ed u ctio n         5.   CO NCLU SI O N     T h wo r k   p r esen ted   in   th is   p a p er   is   an   im p o r tan t   s tep   in   th e   d ev elo p m en o f   th e   co u n tr y   p o wer ed   b y   g r ee n   en er g y   an d   it  is   in   th h an d s   o f   th L eb an ese  g o v er n m en to   p r o d u ce   elec tr ical  en er g y   f r o m   r en ewa b le  s o u r ce s ,   esp ec ially   wh en   it  is   in s talled   in   th m id d le  o f   th co astal  h ig h way   to   lig h ten   th e   r o ad s   an d   to   c o v e r   o th er   n ee d s   f r o m   T y r t o   T r ip o li  o n   1 1 7 , 0 0 0   m eter s   at   ze r o   co s t   o v er   tim e.   T h e   p r o ject  g r i d   co n n ec ted ,   f ee d s   elec tr icity   d ir ec tly   in to   th p o wer   g r id ,   s av in g   th h ig h   c o s o f   th s to r ag s y s tem .   Ad d itio n ally ,   th lan d   co s t   is   ze r o ,   s in ce   it   is   in s talled   o n   p u b lic  lan d ,   wh ich   will  co s n ea r ly   2 3   M $ ,   alth o u g h   th e   o v er al in itial  p r o ject   co s is   n o   m o r th an   3 1 . 4   M$ .   T h o v er all  a n n u al  en e r g y   g en er ated   f r o m   th s y s tem   is   3 9 . 9   GW /y ea r .   W ith   an   an n u al  to tal   o f   3 4   GW /y ea r   g en e r ated   b y   th p h o t o v o lta ic  p an els  an d   5 . 9   GW /y ea r   b y   th e   tu r b i n es  at  an   av er ag win d   s p ee d   o f   4 . 1   m /s .   T h d esig n   is   with in   th s af ety   r an g r eg ar d i n g   f ailu r es  o f   an y   ty p e   o r   y ield in g   it  is   m ad e   o f   h ig h - s tr en g th   m ater ials .   Fu r t h er m o r e,   it  is   an   en v ir o n m en tally   f r ien d ly   p r o ject,   with o u t   g as  em is s io n ,   with o u ef f ec o n   h u m an s ,   an im als  an d   p lan ts .   T h is   p r o je ct  p r o v id es,  ac c o r d in g   R E T Scr ee n   d ata,   n et  r e d u ctio n   o f   C O 2   an d   GHG  em is s io n s   o f   ap p r o x i m ately   2 8 , 2 1 1   tC O 2 /y ea r .   T h e   p ay b ac k   p er io d   is   esti m ated   to   9   y ea r s   o v er   2 5 - y ea r s   life   s p an .   T h p r o p o s ed   d esig n   co u ld   b r e p licated   o n   all  h ig h way s   in   L eb an o n   o th e r   th an   th co as tal  r eg io n .   Similar ly ,   th s a m r esear ch   a p p r o ac h   co u ld   b ap p lied   to   m o s L eb an ese  ar ea s   to   en s u r e   m ax i m u m   u s o f   u n u s ed   lan d   f o r   g r id - co n n ec te d   elec tr icity   g en e r atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   Ap p l Po wer   E n g   I SS N:  2252 - 8 7 9 2       Tech n o - ec o n o mic  s tu d o a   h yb r id   p o w er g en era tio n   s ystem  a t th Leb a n ese  . . .   ( Mo h a mma d   Ha mmo u d )   381   RE F E R E NC E S   [1 ]   G .   F risa ri  a n d   M .   S tad e lma n n ,   De - risk in g   c o n c e n trate d   s o lar  p o we in   e m e rg in g   m a rk e ts:  Th e   r o l e   o f   p o li c ies   a n d   in tern a ti o n a fi n a n c e   in st it u t io n s,”   En e rg y   P o li c y ,   v o l.   8 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 2 2 ,   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . e n p o l. 2 0 1 5 . 0 2 . 0 1 1 .   [2 ]   G .   Ha s sa n ,   Th e   n a ti o n a wi n d   a tl a s o Leb a n o n ,   U n it e d   Na ti o n De v e lo p m e n P r o g ra m   (UN DP),   2 0 1 1 .   [3 ]   Wi n d   m a rk e t,   T h e   Ca n a d ia n   W in d   E n e rg y   Asso c ia ti o n   (Ca n W EA ) .   Ac c e ss e d Ju l.   1 7 ,   2 0 2 1 .   [On l in e ].   Av a il a b le:   h tt p s:/ /ca n we a . c a /win d - e n e rg y /n a ti o n a l/ .   [4 ]   F .   Be n   M ,   h a m e d   C h e l lali,   A.  Re c io u i,   M .   R.   Ya ich e ,   a n d   H.   Be n tarz i,   h y b rid   wi n d /so lar/d ies e sta n d   a lo n e   sy ste m   o p ti m isa ti o n   fo r   re m o te  a re a in   Alg e ria,”  I n ter n a ti o n a J o u rn a l   o Ren e w a b le  En e rg y   T e c h n o l o g y ,   v o l.   5 ,   n o .   1 ,   p .   1 2 ,   2 0 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 5 0 4 / ij re t. 2 0 1 4 . 0 5 9 6 5 8 .   [5 ]   A.  Re c io u a n d   K.  Da ss a ,   De sig n   o sta n d a lo n e   m icro - g r id   s y ste m u sin g   tea c h i n g   lea rn in g   b a se d   o p ti m iza ti o n ,   Al g e ria n   J o u r n a l   o f   S i g n a ls a n d   S y ste ms ,   v o l.   2 ,   n o .   2 ,   p p .   7 5 8 5 ,   J u n .   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 5 1 4 8 5 /ajss . v 2 i 2 . 3 4 .   [6 ]   R.   Qo n a in ,   M .   Ra fi,   I.   Kh a n ,   a n d   S .   S a g e e r,   Eco l o g ica a n d   e c o n o m ica frien d l y   a n a l y sis  o a   h y b rid   so lar - g rid - d ies e c o n n e c ted   p o we g e n e ra ti o n   sy ste m ,   I n ter n a t io n a l   J o u r n a l   o f   Ap p li e d   P o we En g in e e rin g   ( IJ AP E) ,   v o l.   7 ,   n o .   1 ,   p .   1 ,   A p r.   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i ja p e . v 7 . i 1 . p p 1 - 9.   [7 ]   Q.  W.   Ali,   M .   Aa m ir,   A.  Na wa z ,   Z.   Ud i n ,   a n d   S .   Ullah ,   Im p le m e n tatio n   o h y b ri d   g e n e ra ti o n   p o we sy ste m   in   P a k istan ,   I n ter n a t io n a J o u rn a o A p p li e d   P o we r E n g in e e rin g ,   v o l.   3 ,   n o .   2 ,   p p .   7 5 8 1 ,   2 0 1 4 .   [8 ]   Q.  W.   Ali ,   M .   Aa m ir,   A.  Na wa z ,   Z.   Ud i n ,   a n d   S .   Ullah ,   H y b ri d   G e n e ra ti o n   P o we S y ste m   fo Do m e stic   Ap p li c a ti o n s,”   In ter n a ti o n a J o u r n a o A p p li e d   P o we r E n g i n e e rin g ,   v o l.   3 ,   n o .   2 ,   p p .   8 2 8 9 ,   2 0 1 4 .   [9 ]   B.   Du rsu n ,   C.   G o k c o l,   I.   Um u t,   E.   Uc a r,   a n d   S .   K o c a b e y ,   Tec h n o - e c o n o m ic  e v a lu a ti o n   o a   h y b rid   P -   Wi n d   p o we g e n e ra ti o n   sy ste m ,   I n ter n a ti o n a J o u rn a l   o f   Gr e e n   En e r g y ,   v o l.   1 0 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 7 1 3 6 ,   Ja n .   2 0 1 3 ,   d o i:   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 4 3 5 0 7 5 . 2 0 1 1 . 6 4 1 1 9 2 .   [1 0 ]   S .   Re h m a n   a n d   A.  Z.   S a h in ,   win d - so lar  P h y b rid   p o we sy ste m   with   b a tt e ry   b a c k u p   fo wa ter  p u m p i n g   i n   re m o te  lo c a li ti e s,”   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Gr e e n   E n e rg y ,   v o l.   1 3 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 0 7 5 1 0 8 3 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 4 3 5 0 7 5 . 2 0 1 2 . 7 2 9 1 6 9 .   [1 1 ]   W.   T.   Ch o n g ,   M .   S .   Na g h a v i,   S .   C.   P o h ,   T.   M .   I .   M a h li a ,   a n d   K.   C.   P a n ,   Tec h n o - e c o n o m ic  a n a ly sis  o f   a   wi n d - so lar  h y b ri d   re n e wa b le   e n e rg y   s y ste m   with   ra i n wa ter  c o ll e c ti o n   fe a tu re   fo u rb a n   h ig h - rise   a p p li c a ti o n ,   A p p l ied   En e rg y ,   v o l.   8 8 ,   n o .   1 1 ,   p p .   4 0 6 7 4 0 7 7 ,   No v .   2 0 1 1 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . a p e n e rg y . 2 0 1 1 . 0 4 . 0 4 2 .   [1 2 ]   F .   M a n so u r K o u h e sta n i,   J.   By r n e ,   L.   S p e n c e r,   P .   Ha z e n d o n k ,   B.   Bro w n ,   a n d   D.  J o h n so n ,   A   c o m p re h e n si v e   a ss e ss m e n o f   so lar  a n d   win d   e n e rg y   p o ten ti a l   a t h e   U n iv e rsit y   o Let h b ri d g e   c a m p u s,   a   m e d i u m - siz e d   we ste rn   Ca n a d ian   u n i v e rsity ,   I n ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   Gr e e n   En e rg y ,   v o l.   1 6 ,   n o .   1 4 ,   p p .   1 2 4 6 1 2 6 3 ,   No v .   2 0 1 9 ,   d o i:   10 . 1 0 8 0 / 1 5 4 3 5 0 7 5 . 2 0 1 9 . 1 6 7 1 4 0 0 .   [1 3 ]   M .   Nijh a wa n   a n d   O.  A.  Jia n u ,   In v e stig a ti o n   o su sta in a b le  e n e rg y   a lt e rn a ti v e fo p o we rin g   re m o te  c o m m u n it ies   in   n o rth e r n   On tari o ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Gr e e n   En e rg y ,   v o l.   1 7 ,   n o .   8 ,   p p .   4 6 7 4 7 5 ,   J u n .   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 4 3 5 0 7 5 . 2 0 2 0 . 1 7 6 3 3 5 4 .   [1 4 ]   S .   Ha ji ,   M .   Bin   S h a m s,  A.  S .   Ak b a r,   H.   Ab d a li ,   a n d   A.   Alsa ffa r,   En e rg y   a n a l y sis  o Ba h ra i n ’s  first   h y b ri d   re n e wa b le  e n e rg y   sy ste m ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Gr e e n   En e rg y ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 0 ,   p p .   7 3 3 7 4 8 ,   Au g .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 4 3 5 0 7 5 . 2 0 1 9 . 1 6 1 9 5 6 7 .   [1 5 ]   M.   Ha m m o u d   e t   a l. ,   P o we fro m   p h o t o v o lt a ic  i n sta ll e d   in   t h e   m id d le  o f   t h e   Leb a n e se   h i g h - wa y s:   P sy ste m   in   t h e   m id d le  o f   th e   h i g h - wa y s,”   in   2 0 1 6   3 rd   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Re n e wa b le   En e rg ies   fo r   De v e lo p in g   C o u n tries ,   RE DEC  2 0 1 6 ,   Ju l.   2 0 1 6 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /RE DEC. 2 0 1 6 . 7 5 7 7 5 5 2 .   [1 6 ]   H.  F a rz a n e h ,   B.   M c Lellan ,   a n d   K.  N.  Ish ih a ra ,   To wa rd   a   CO2   z e ro   e m issio n e n e rg y   sy ste m   in   th e   M id d le  Eas t   re g io n ,   In ter n a ti o n a J o u rn a l   o Gr e e n   En e rg y ,   v o l.   1 3 ,   n o .   7 ,   p p .   6 8 2 6 9 4 ,   M a y   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 5 4 3 5 0 7 5 . 2 0 1 4 . 8 8 9 0 1 4 .   [1 7 ]   B.   Bru n in g a ,   S o lar  -   g ri d - ti e   o r   o ff - g ri d ?   Ac c e ss e d Ju l.   1 7 ,   2 0 2 1 .   [On l in e ].   A v a il a b le:  h tt p :/ /ww w.ap rs.o rg /o ff - g rid - m a y b e . h tml.   [1 8 ]   P h o t o v o lt a ic  so lar  p a n e ls  -   w h ich   t y p e ?   Ac c e ss e d Ju l.   1 7 ,   2 0 2 1 .   [On l in e ].   A v a il a b le:  h tt p s:// ww w.so lar - fa c ts.co m /p a n e ls/p a n e l - ty p e s.p h p .   [1 9 ]   U.  Da tt a ,   A.  Ka lam ,   a n d   J.  S h i,   Ba tt e ry   e n e rg y   sto ra g e   sy ste m   fo tran sie n f re q u e n c y   sta b il it y   e n h a n c e m e n o a   larg e - sc a le  p o we sy ste m ,   in   2 0 1 7   Au str a la si a n   Un ive rs it ies   P o w e En g in e e rin g   C o n fer e n c e ,   AUP EC  2 0 1 7 ,   No v .   2 0 1 8 ,   v o l.   2 0 1 7 - No v e m ,   p p .   1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /AUPE C. 2 0 1 7 . 8 2 8 2 4 6 5 .   [2 0 ]   A.  B.   Ow o lab i,   B.   E.   K .   Ns a fo n ,   a n d   J.   S .   Hu h ,   Va li d a t in g   t h e   te c h n o - e c o n o m ic  a n d   e n v ir o n m e n t a su sta in a b i li ty   o so lar  P tec h n o lo g y   i n   Ni g e ria  u sin g   R ET S c re e n   Ex p e rt to   a ss e ss   it v iab il it y ,   S u st a in a b le  E n e rg y   T e c h n o l o g ies   a n d   Asse ss me n ts ,   v o l.   3 6 ,   p .   1 0 0 5 4 2 ,   De c .   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . se ta.2 0 1 9 . 1 0 0 5 4 2 .   [2 1 ]   C.   M .   Ja n g ,   Y.  G .   Kim ,   S .   K.  K a n g ,   a n d   J.   H.  Lee ,   An   e x p e rim e n fo r   th e   e ffe c ts  o f   th e   d istan c e   a n d   r o tatio n a l   d irec ti o n   o two   n e ig h b o r in g   v e rt ica S a v o n i u b lad e s,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o E n e rg y   Res e a rc h ,   v o l.   4 0 ,   n o .   5 ,   p p .   6 3 2 6 3 8 ,   A p r.   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 2 /er.3 4 5 4 .   [2 2 ]   S o lar  in s o latio n   irrad ian c e   Leb a n o n ,   S CRIB D .   Ac c e ss e d Ju l.   1 7 ,   2 0 2 1 .   [O n li n e ].   Av a il a b le:   h tt p s:/ /fr. sc rib d . c o m /d o c u m e n t/ 3 2 5 1 1 6 3 9 9 /S o lar - In so lati o n - Irra d ia n c e - Leb a n o n .   [2 3 ]   Y.  Him ri,   M .   M e rz o u k ,   N.  Ka sb a d ji   M e rz o u k ,   a n d   S .   Him ri,   P o te n ti a a n d   e c o n o m ic  fe a sib il it y   o win d   e n e rg y   in   so u th   Wes re g i o n   o Al g e ria,”  S u sta i n a b le  En e rg y   T e c h n o lo g ies   a n d   Asse ss me n ts ,   v o l.   3 8 ,   p .   1 0 0 6 4 3 ,   Ap r .   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . se ta. 2 0 2 0 . 1 0 0 6 4 3 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          I SS N :   2252 - 8 7 9 2   I n t J   Ap p l   Po wer   E n g ,   Vo l.   10 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 2 1 :   3 7 3     382   382   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Mo h a m m a d   H a m m o u d   is  a n   A ss o c iate   P ro fe ss o a t   th e   Leb a n e se   In tern a ti o n a U n iv e rsit y ,   d e p a rtme n o f   M e c h a n ica E n g i n e e rin g ,   Be iru t,   Leb a n o n .   He   re c e iv e d   h is  P h in   S o l i d   M e c h a n ics   a n d   M a teria ls  fro m   E c o le  Na ti o n a le  d e   P o n ts  e C h a u s e (ENP C)   in   2 0 0 9 ,   P a ris,   F ra n c e .   M a ste rs  in   M a teria ls  a n d   M a n u fa c tu ri n g   P ro c e ss   fro m   th e   Eco le  Na ti o n a le  S u p é rieu r e   d ’Arts  e M é ti e rs  (ENS AM)   in   2 0 0 6 ,   P a ris,   F ra n c e .   Di p lo m a   i n   M e c h a n ica En g in e e rin g   fr o m   th e   Leb a n e se   Un i v e rsity   i n   2 0 0 5 ,   Be ir u t,   Leb a n o n .   Re se a rc h   i n tere sts:  v i b ra ti o n   c o n tro l ,   e n e rg y   m a n a g e m e n i n   e lec tro n ic  d e v ice s   a n d   P V m o d u les ,   a n d   re n e wa b le en e rg y .           J a a fa r   H a l la l   is  a n   As sista n t   P ro fe ss o o S o li d   M e c h a n ics   i n   t h e   Leb a n e se   Un i v e rsity ,   F a c u lt y   o En g in e e ri n g   a n d   th e   In tern a ti o n a Un i v e rsity   o Be iru t.   He   o b tai n e d   h is  P h . D.  i n   El e c tro m e c h a n ica En g i n e e rin g   i n   2 0 1 4   a n d   h is  M a ste in   M e c h a tro n ics   S y ste m in   2 0 1 1   fro m   th e   S o r b o n n e   Un i v e rsités ,   Un i v e rsité  d e   Tec h n o lo g ie  d e   Co m p ièg n e ,   F ra n c e ,   a n d   h is   M e c h a n ica En g in e e rin g   d ip l o m a   in   2 0 1 1   fro m   t h e   Leb a n e se   Un iv e rsity ,   F a c u lt y   o f   En g i n e e rin g ,   Leb a n o n .   Re se a rc h   i n tere sts:  c o m b in e d   v i b ro - a c o u stic  a n d   e lec tro m a g n e ti c   m o d e o f   e lec tri c   m a c h in e   c o n sid e rin g   th e   u n c e rtain ti e o rig i n a ted   fro m   th e   m a teria a n d   g e o m e tri c a p ro p e rti e s,  a n d   n e m e a su re m e n ts t e c h n ics .           Ta la   M o u ss a   is  a n   As sista n P ro fe ss o a th e   Un iv e rsit y   o Re ims   Ch a m p a g n e   Ard e n n e s,   F ra n c e .   Re se a rc h M a ti m   G ro u p ,   Un i v e rsity   o Re ims   Ch a m p a g n e   Ard e n n e s,  F ra n c e .   (Bu il d i n g   P h y sic s,  Ag ro m a teria l s,  Re n e wa b le  En e rg y ,   He a Tran sfe r) Tea c h in g E S IRe ims ,   th e   En g in e e ri n g   S c h o o fr o m   th e   Un iv e rsity   o Re ims .             H u ss e in   K a ss e m   is  a n   As so c iat e   P ro fe ss o a t h e   Leb a n e se   In tern a ti o n a Un i v e rsity ,   a t h e   d e p a rtme n o El e c tri c a En g in e e rin g ,   Be iru t ,   Leb a n o n .   He   re c e iv e d   h is  B. S .   d e g re e   i n   El e c tro n ics   in   2 0 0 3   fro m   t h e   Le b a n e se   u n i v e rsity ,   F a c u lt y   o f   sc ien c e s,  Be iru t,   Leb a n o n ,   h is   M. S .   d e g re e   in   E lec tro n ics   a n d   h ig h - fre q u e n c y   d e v ice fo c o m m u n ica ti o n   sy ste m in   2 0 0 5   fro m   th e   Un iv e rsit y   o Bre tag n e   Oc c id e n tal,   Bre st,   F ra n c e ,   a n d   h is  P h . D.   in   El e c tro n ics   in   2 0 0 9   fr o m   Un i v e rsity   o Bo r d e a u x ,   Bo r d e a u x ,   F ra n c e .   S in c e   2 0 0 5 ,   Hu ss e in   k a s se m   wo rk e d   i n   m a n y   re late d   e n g in e e rin g   fiel d s.   Re se a rc h   i n tere sts:  m icro wa v e   d e v ice s,  d iele c tri c   m a teria l,   c h a ra c teriz a ti o n   a n d   d iele c tri c   c o n sta n m e a su re m e n ts,  n o n - d e str u c ti v e   m e a su re m e n ts,  a n d   t h in   fil m s ferro e lec tri c   m a teria ls.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.