I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l.   9 ,   No .   3 ,  Dec em b er   2 0 2 0 ,   p p .   2 6 7 ~ 2 8 3   I SS N:  2252 - 8792,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 9 . i3 . p p 2 6 7 - 283          267       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a p e. ia esco r e. co m   O pti m i z a tion w ith  ex cess  elec trici t y   m a na g e m ent   o f  a  P V,  energy  stora g e and  diesel g en erato r   hy brid sy ste m   us ing     H O M E R  P ro  so ft w a re       Ay s a r  Ya s in ,   M o ha m m e d Al s a y ed   De p a rtme n t   o f   En e rg y   a n d   En v iro n m e n tal  En g in e e rin g ,   A n - Na jah   Na ti o n a l  Un iv e rsity ,   P a les ti n e       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   5 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   Feb   1 9 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 0       A  sta n d a lo n e   m icro g rid   p o w e r  sy ste m   is  p ro p o se d   t o   e lec tri f y   a   s m a ll   a g ricu l tu ra l  c o m m u n it y   in   P a les ti n ian   t e rrit o ries .   T h e   lo a d   in c l u d e s  re sid e n ti a l  a n d   w a ter  p u m p in g .   T h e   c o m m u n it y   c o m p rise s   a b o u t   3 0   h o u se h o l d s  w it h   s o m e   se rv ic e   b u il d i n g s  i n   a d d it i o n   t o   t h e   w a ter  p u m p in g   s y ste m .   T h e   a v e ra g e   lo a d   e n e rg y   d e m a n d   is  3 0 0   k W h /d a y   a n d   t h e   a v e ra g e   p o w e r  d e m a n d   is  1 2 . 5   k W .   T h e   a v e ra g e   e n e rg y   d e m a n d   f o r  w a ter  p u m p in g   is  49   k W h /d a y .   T h e   re g io n   h a s  a b u n d a n t  so lar  ra d iatio n   p o te n ti a l  w it h   a   d a il y   a v e ra g e   o f   5 . 6   k W h /m 2 .   T h e   o p ti m u m   d e sig n   w a s  a c h iev e d   u sin g   HO M E R - P r o   s o f twa re .   It  to o k   in t o   c o n si d e ra ti o n   re a l  so lar  ra d iatio n ,   e lec tri c a l  d e m a n d   p ro f il e   f o r  t h e   c o m m u n it y   a n d   w a ter  p u m p in g ,   a n d   m a r k e t  c o st  o f   a ll   e q u ip m e n t.   T h e   re su l ts  sh o w e d   th a t  th e   b e st h y b rid   sy ste m   a m o n g   a ll   f e a sib le   c o n f ig u ra ti o n s  is   a   P V   w it h   e n e rg y   sto ra g e   c o m b in e d   w it h   a   d ies e l  g e n e ra to r.   T h e   n e t   p r e s e n t   c o s t   o f   t h e   sy s t e m   i s   U S D   6 3 6 , 1 5 0   a n d   t h e   c o s t   o f   e n e r g y   ( C O E )   p r o d u c e d   i s   U S D   0 . 4 3 8 / k W h .   S e n s i t i v i ty   a n a ly s i s   i s   c o n s i d e r e d   t o   s t u d y   t h e   im p a c t  o f   v a r ia t i o n s   i n   P V  c o s t ,   d i e s e l   f u e l   p r i c e ,   a n d   m a x im u m   a n n u a l  c a p a c i ty   s h o r t a g e s  ( M A C S ) ,   t h e   r e s u l t s   s h o w e d   t h a t   M A C S   h a s  n o   e f f e c ts .   E n e r g y   m a n a g e m e n t   p r o c e d u r e   i s   f o l l o w e d   t o   r e d u c e   t h e   e x c e s s   e l e c t ri c i ty   f r o m   1 0 . 6 %   t o   6 . 2 4 % .   T h i s   r e d u c e s   C OE   f r o m   0 . 4 3 8   t o   U S D   0 . 4 1 6 / k W h .   K ey w o r d s :   HOM E R   P r o   H y b r id   en er g y   s y s te m s   Op ti m izatio n   P alestin ia n   ter r ito r ie s   Stan d - alo n e  p o w er   s y s te m s   T h is i s  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 :   Ay s ar   Yas in ,   Dep ar t m en t o f   E n er g y   a n d   E n v ir o n m en tal  E n g i n ee r in g ,   An - Naj ah   Natio n al  U n i v er s it y ,   O m ar   I b n   A l - Kh a ttab   St.,   P O  B o x   7 ,   Nab lu s ,   Nab lu s ,   P alesti n e .   E m ail:  a y s ar . y a s i n @ n aj ah . ed u       1.   I NT RO D UCT I O N   A s   a   r esu l t   o f   g l o b al   p o p u l at io n   g r o w th ,   an d   h u m an s   c o n tin u a l   l iv in g   q u a l ity   im p r o v em en t .   E n e r g y   d em an d   g r o w s   r a p i d ly   w h ich   cr e a t e d   m an y   s u p p ly ,   en v i r o n m e n t al ,   ec o n o m ic ,   an d   s o c i al   ch a l l en g e s .   L ik e  o th e r   c o u n t r i es ,   Pa l e s t in i an   t e r r i t o r ie s   ( PA )   f a c e   s im il a r   b u r d en s .   A c c o r d in g   t o   t h e   Pa l es ti n ia n   C e n t r a l   B u r e au     o f   S ta t is t ic s   ( PC B S ) ,   P A   im p o r t e d   5 , 5 7 6 , 8 6 4   M W h   o f   e l e c t r ic i ty   in   2 0 1 7   ( 4 , 8 0 1 , 5 6 4   M W h   f o r   th e   W e s t   B a n k   ( W B ) ,   a n d   7 7 5 , 3 0 0   M W h   f o r   G a z a   s t r i p )   [ 1 ] .   PA   d e p e n d s   a lm o s t   c o m p l et e ly   o n   im p o r ted   e l e c t r i c ity ,   w h e r e  a b o u t   9 0 %   o f   c o n s u m e d   e le c t r i c i ty   in   2 0 1 7   w as   im p o r te d .   T h is   d e p en d en cy   i s   a lm o s t   o n   I s r a e l i  s o u r c es .   On ly   s m a l l   f r ac t i o n   o f   e l e ct r i c   d em an d   is   f u lf i ll e d   f r o m   th e   G a z a   p o w e r   p la n t   o r   im p o r t e d   f r o m   J o r d a n   an d   E g y p t   [ 2 ].     T h is   d ep en d en c y   w ill co n ti n u e  at  least   f o r   th e  n ex t d ec ad e .   Fig u r e  1   illu s tr ates  P A   d ep en d en c y   p er ce n tag e  o n   i m p o r te d   elec tr icity .   Ho w e v er ,   d u e  to   d if f er en t   ec o n o m ic  co n d itio n s   an d   p o liti ca l  is s u es  co m p lex ities ,   P A   s u f f er s   f r o m   h ig h   en er g y   p r ices  f lu c tu at io n s ;  as    a  r esu lt  o f   h i g h   elec tr ical  tar i f f   r ates  i m p o s ed   b y   t h e  I s r ae li  elec tr ical  co m p an y   ( I E C ) .   Mo r eo v er ,   it  s u f f er s   f r o m   a n   elec tr icit y   s h o r tag e  i n   m an y   lo ca tio n s .   P A   e n er g y   b alan ce   s h o w s   t h at  elec tr ical   en er g y   co n s ti tu te s   ab o u t  3 1 %  o f   t h e  to tal   en er g y   co n s u m ed .   T h e  a v ailab le  el ec tr icit y   i s   i n s u f f icie n t  to   f u lf ill  lo ca l  co m m u n it y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   3 ,  Dec em b er   2 0 2 0 :   2 6 7   –   283   268   n ee d s .   T h e  p r o b lem   b ec o m es  w o r s e  y ea r   af ter   y ea r ,   esp ec ial l y   w h en   ta k i n g   in to   co n s id er atio n   th at  t h e  a n n u a l   d em a n d   g r o w t h   eq u als 7 %.           Fig u r e  1 .  P A   p er ce n tag e  o f   i m p o r ted   elec tr icity   ( 2 0 1 0 - 2 0 1 7 )   [ 1 ]       Un d er   th ese  cir cu m s ta n ce s ,   m an y   P alesti n ia n   s m all  co m m u n itie s   an d /o r   v illa g es  ar e  o b lig ed   to   u s e   s m al l  d iesel   g e n er ato r s   ( DG)   to   p ar tiall y   co v er   th e ir   elec tr i ca l  en er g y   d e m a n d .   Mo s t  o f   th ese   co m m u n i ties     an d   v i llag e s   ar e  i s o lated   an d   f ar   a w a y   f r o m   t h e  elec tr ic  g r i d ,   w h ich   m ak e s   t h e ir   co n n ec t io n   v er y   e x p en s iv e     an d   r eq u ir es  g r id   ex p an s io n .   Du e  to   h ig h   d iesel  f u el  p r ices ,   DG  o p er atin g   h o u r s   ar e  li m i ted   to   s m all  p er io d s     o f   ti m e.   Fi g u r e  2   illu s tr ates  d i esel  f u el  p r ice  f l u ct u atio n s   i n   th e  y ea r   2 0 1 7 .   On   th e  o t h er   h an d ,   d o m e s tic  s ize   DG  c o s t is q u ite  a f f o r d ab le,   ar o u n d   $ 8 0 0   p er   u n it ( less   t h a n   5   k W ) .   Ho w ev er ,   h is to r ical  d a ta  s h o w s   th at  d ie s el  f u e l  p r ice  is   co n tin u o u s l y   i n c r ea s in g .   DGs  n ee d   m ain ten a n ce   to   f o llo w   u p   d u e  to   its   f r e q u en t  f au l ts ,   an d   it   co n tr ib u tes  to   i n cr ea s i n g   lo ca l  air   p o llu tio n .   A n d   s o ,   DGs a r e   in ef f ec ti v e  f o r   r u r al  elec tr if ic atio n .   P alestin ia n   E n er g y   an d   Nat u r al  R eso u r ce s   Au t h o r it y   ( P E NR A )   f o cu s ed   o n   s o lv i n g   e n er g y   s ec to r   d ep en d en c y ,   h i g h   p r ices,  an d   en v ir o n m e n tal  co n s eq u e n ce s   b y   p r o m o tin g   p h o to v o ltaic  ( P V)   an d   w in d   t u r b in e   ( W T )   en er g y   g e n er ato r s .   P alestin e   h as  h ig h   s o lar   r ad iatio n   p o ten tial  an d   a  r elativ el y   h i g h   n u m b er   o f   s u n s h i n e   h o u r s   ( 3 0 0 0   h o u r s   p er   y ea r ) .   I ts   av er a g e  h o r izo n tal  s o lar   r ad iatio n   eq u al s   5 . 6   k W h / m 2 /d a y   [ 3 ] .   Du r in g   t h e  last   t w o   d ec ad es,  P V  p r o v ed   its elf   as  a   f ea s ib le  an d   r eliab le  tec h n o lo g y .  I n   co n tr ast,  W T   p o t en tial  i s   s ti ll  f u zz y .     T h e  av er ag e  w i n d   s p ee d   i s   g e n er all y   lo w .   W T   ca n   b e  ec o n o m icall y   co m p et iti v e  d u e  to   in cr ea s in g   d iesel  f u e l   p r ice  w h ic h   co n ti n u al l y   p u s h es  DG  to   b ec o m e  th e  u n f ea s i b le  s o lu tio n .   Ho w e v er ,   f o r   th e  s ak e  o f   ac cu r ac y     an d   p r ac ticalit y ,   W T   w a s   n o t c o n s id er ed   in   th i s   r esear ch .           Fig u r e  2 .  Diesel f u el  p r ice  f l u c tu atio n   t h r o u g h   2 0 1 7   [ 1 ]       D u e   t o   r en ew a b l e   e n e r g y   s o u r ce s   ( R E S )   i n t e r m it t en cy .   N e it h er   PV   n o r   W T   c a n   b e   u s e d   in d ep e n d en t ly   to   f u l f i l l  elec tr ic  lo ad .   R E S  i n ter m itte n c y   is   a  r es u lt  o f   w e ath er   s ea s o n a l  an d   d ail y   v ar ia tio n   an d   s to ch a s tic   n atu r e.   So lar   r ad iatio n ,   at m o s p h er ic  te m p er atu r e,   an d   w in d   s p ee d   ar e  v ar iab le,   an d   m o s t   o f   th e  ti m e,   v er y   d if f ic u lt  a n d   u n f ea s ib le  to   p r ed ict.   S o ,   u tili zin g   s u c h   s y s te m s   i n   a  s ta n d - alo n e  co n f ig u r atio n   n ee d s   e n er g y   s to r ag e  s y s te m   ( E SS )   a n d /o r   an o th er   co n tr o llab le  b ac k - u p   s y s te m   s u c h   as   DG.   S u c h   co n f i g u r atio n   i s   ca lle d     a  h y b r id   p o w er   g e n er atio n   s y s te m .   Ge n er all y ,   h y b r id   p o w er   g e n er atio n   s y s te m s   i n t e g r ate  R E S  w it h   o th er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       Op timiz a tio n   w ith   ex ce s s   elec t r icity  ma n a g eme n t o f a   P V ,   en erg y  s to r a g e  a n d   d iesel…   ( A ys a r   Ya s in )   269   s o u r ce s   s u c h   as   DG  a n d /o r   E SS   to   m ee t  e n er g y   n ee d s   f o r   a  s p ec if ic  lo ad   [ 4 ,   5 ] .   Hy b r id   p o w er   g e n er ato r s   i m p r o v e  s y s te m   o v er all  r elia b ilit y   w h ile  u s in g   E SS   to   r ed u ce   r elian ce   o n   o n e  u n iq u e  en er g y   s o u r ce   [ 6 - 9 ] .   T h is   p ap er   in v esti g ate s   th e  te ch n ica l  an d   ec o n o m ic  f ea s ib il it y   o f   u s in g   a  s ta n d alo n e  h y b r id   s y s te m   b ased   o n   P V  ac co m p an ied   b y   DG  an d / o r   E SS   to   s u p p ly   th e  elec tr ica l  d em a n d   f o r   a n   is o lated   s m al l  P alestin ian   v i llag e   in   T u b as  g o v er n o r ate.   I t  is   k n o w n   th at  E SS   s y s te m s   ar e  tech n ica ll y   e f f icien t  w h en   it  co m es  to   ex ce s s   en er g y   m an a g e m e n t,  h o w e v er ,   it  r aises   i n v e s t m en t  v al u e  to   u n f e asib le  li m its .   T h is   r esear c h   p r o p o s ed   a  s u itab le  co m p r o m is e   f o r   th is   i s s u e  as  w ell.   Fig u r e  3   d escr ib es th e  s c h e m a tic  d iag r a m   o f   t h e  co n s id er ed   s y s te m .       P V E C S D G B E S S D C             A C D C             A C A C   l o a d D u m p   l o a d A C   B u s     Fig u r e  3 .   Sch e m atic  o f   t h e  p r o p o s ed   s tan d alo n e  h y b r id   s y s te m       T h e  p r o p o s ed   s y s te m   d e s ig n   is   q u ite  c h alle n g in g .   Ma n y   f ac to r s   p la y   a  r o le  in   d eter m i n in g   t h e   o p tim u m   s y s te m   co m p o n en ts   s ize.   Fo r   ex am p le,   s o lar   en er g y   i n ter m i tten t  n atu r e,   s y s te m   co m p o n e n ts   co s ts ,   d em a n d   v ar iab ilit y ,   an d   s y s tem   in ten d ed   av ailab ili t y   ar e  t h e  m o s t  i m p o r tan t.  Ot h er   f ac to r s   ar e  r elate d   to   s y s te m   u n ce r tain t y   s u c h   as  e n er g y   s o u r ce s   co s t.  Ma n y   a v ai lab le  s o f t w ar e  to o ls   ar e  ca p ab le  of   s o lv i n g   s u ch   co m p le x itie s .   Am o n g   m a n y   al ter n ati v es,  H OM E R   s o f t w ar e  is   co n s id er ed   in   th i s   r esear ch .   I t  is   a  w e ll - k n o w n   to o l in   s izi n g   h y b r id   R E   s y s te m s .   T h er e  a r e  m an y   r esear c h   ar ticles  d is cu s s ed   th e  h y b r id   s y s te m   o p ti m izatio n   f o r   a  s tan d alo n e  s y s te m s   b ased   o n   R E S   u s i n g   HOM E R   s o f t w ar e   [ 10 - 14 ] .   In   [ 1 0 ]   p er f o r m ed   a  tec h n o - ec o n o m i c  an d   en v ir o n m en tal  f ea s ib ili t y   o f   i n s tall in g   a  P V  s y s te m   f o r   a  h o u s e h o ld   i n   B ag h d ad ,   I r aq .   T h e  s y s te m   d esi g n   to o k   in to   co n s id er atio n   t h e  o n - g r id   an d   o f f - g r id   s ce n ar io s .   R e s u l ts   r ev ea led   th at  t h e  m o s t  ec o n o m ical  co n f i g u r atio n   ac h iev ed   w h en   al lo w in g   t h e  g r id   to   ch ar g e  b atter ies .   Mo r eo v er ,   ad d in g   DG  h as  e n h a n ce d   s y s te m   ec o n o m ic   f ea s ib ili t y   b y   r ed u ci n g   n et  p r esen t  v al u e  ( NP V)   to   ab o u t  1 1 . 6 %,  b u t  in cr ea s ed   C O 2   e m is s io n s   b y   3 2 . 7 %.    I n   p ap er   [ 1 1 ]   th e  au th o r s   i n v esti g ated   P V/W T /ESS  s y s te m   co n f i g u r atio n   o p ti m al  f ea s ib ilit y .   T h e  s y s te m   co n s is ts   o f   8 0   k W   P V,   1 0   k W   W T ,   3 0 0   k W   o f   E SS   an d   3 0   k W   in v en to r .   A c h iev ed   r es u lt s   s h o w   t h at  C OE   is   v ar y i n g   f r o m   1 . 0 0 1   $ /k W h   in   a  0 % c ap ac ity   s h o r ta g e  to   0 . 6 1 9   $ /k W h   in   a  5 % c ap ac it y   s h o r tag e.   I n   p ap er   [ 1 2 ]   th e  au th o r s   p e r f o r m ed   a  tech n o - ec o n o m ic  f ea s ib ili t y   s tu d y   to   m ee t  th e   elec tr ical  en er g y   d e m a n d   o f   v ac atio n   h o m es  i n   I z m ir ,   T u r k e y .   P V/W T /  E SS / f u e l  ce ll  o f f - g r id   s y s te m s   w er e  co n s id er ed .   R es u lts   r ev ea led   b atter ies  ar e  s till   m o r e  f ea s ib le  t h an   f u el  ce lls .   I n   [ 1 3 ]   an al y ze d   th e  tech n o - ec o n o m i c   f ea s ib ili t y   o f   a  h y b r id   DG/W T /ESS  p o w er   s y s te m .   Dif f er e n t  t y p es  o f   b atter ies  f o r   a  s m all  r esid en tial  ar ea   ( 2 8 0   h o m es)  lo ca ted   in   Gan s u   P r o v in c e  in   C h i n a  w er e  co n s id er ed .   R esu lt s   in d icate   t h at  DG/lit h i u m - io n   b atter y   is   th e   m o s t  e n v ir o n m en t - f r ie n d l y   s y s te m .   S elec ti n g   s u itab le  W T   ca n   i m p r o v e  th e  co m p r e h en s i v e   ec o n o m ic  a n d   en v ir o n m en tal   p er f o r m a n ce   o f   th e   s y s te m .   T h e  au th o r s   i n   [ 1 4 ]   in v e s ti g ated   th e  tech n ical     an d   ec o n o m ic  f ea s ib il it y   o f   a   h y b r id   s y s te m   ( P V/ DG )   in   a   s ch o o l  lo ca ted   in   A lg er ia  to   m i n i m ize  co s t  b y   s elec ti n g   t h e  o p ti m al  co n f i g u r atio n .   I n   th e  f o llo w i n g   r esear ch   ar tic les  [ 15 - 19 ]   f u r th er   o p ti m izatio n   s t u d ies  w er e   d o n e.   P ap er   [ 1 5 ]   d ef in ed   ec o n o m ic  an d   o p ti m ized   d esi g n   o f   P V/b io m a s s   s y s te m   f o r   an   ag r icu l tu r al  f ar m   an d   r esi d en tial  co m m u n it y     in   t h e  p r o v i n ce   o f   P i n j ab ,   P a k is ta n .   NP V  a n d   C OE   r e s u l ts   w er e  r e f i n ed   b y   p er f o r m in g   s en s iti v it y   an a l y s is .     I t  to o k   b io m ass   p o ten tial,  b io m as s   p r ice,   s o lar   r ad iatio n ,   an d   lo ad   v ar iab ilit y   in to   co n s id e r atio n .   Au th o r   [ 1 6 ]   p r esen ted   a  h y b r id   g en er atio n   s y s te m   d esi g n   u s i n g   a  m o d if ied   elec tr ic  s y s te m   ca s ca d e  an al y s is   m et h o d .   P V/W T /ESS  w er e  co n s id er ed ,   w h er e  M A T L A B /Si m u lin k   m o d el  w a s   u s ed   f o r   s i m u latio n ,   an d   r es u lts   w er e   v alid ated   u s in g   HOM E R .   T h e  r esear ch er s   i n   [ 1 7 ]   s tu d ied   th e  tec h n ica l,  ec o n o m i c,   an d   en v ir o n m e n tal  p er f o r m an ce   o f   P V/DG/s y s te m   co n v er to r /ES S  d ec en tr alize d   h y b r id   s y s te m s   in   Sab ah ,   Ma la y s ia.   Di f f er en t  P V  p en etr atio n   lev els  w er e  co n s id er ed   t o   d eter m i n e  th e  i m p ac t  o f   P V  in te g r atio n .   NP V  an d   L C OE   w er e  m i n i m ized ,     an d   s e n s iti v it y   a n al y s i s   w a s   p er f o r m ed .   R es u lt s   s h o w ed   t h at   P V/DG/E SS   h as  th e  b e s t  tec h n ical  p er f o r m an ce ,   w h ile  a ls o   s h o w ed   g o o d   ec o n o m ic  a n d   en v ir o n m e n t al   p er f o r m an ce .   I n   [ 1 8 ]   an   ec o n o m ic  f ea s ib ili t y   an al y s is     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   3 ,  Dec em b er   2 0 2 0 :   2 6 7   –   283   270   o f   a  g r id - co n n ec ted   P V/W T   s y s te m   f o r   a  ty p ical  h o m e  in   Du b ai,   Un ited   A r ab   E m ir ates   is   co n d u cted .   C OE   w a s   ca lcu lated   u n d er   d if f er en t  ass u m ed   co n d itio n s ,   in cl u d i n g   elec tr ici t y   co s t  a n d   in ter est   r ate.   R esu lt s   s h o w   th at  ab o v e  8 %  an n u al  i n ter es t  r ate,   th e  p r o p o s ed   s y s te m   l o s t  its   f ea s ib ilit y .  T h e  au th o r s   in   [ 1 9 ]   m o d eled     an d   s i m u lated   a  s ta n d - alo n e  P V  ( 6 . 7 5   k W )   s u p p o r ted   w ith   8 0 0   A h   b atter y   f o r   o n - ca m p u s   n i g h t  s tr ee t  l ig h t   elec tr if icatio n   ap p licatio n .   R esu lt s   r ev ea led   th at  co n n ec t ed   th e  s y s te m   w it h   a  g r id   an d   in co r p o r atin g     a  bi - d ir ec tio n al  co n v er t e r   w i ll  en h a n ce   s y s te m   f ea s ib il it y .   I n   t h e  s a m e  co n tex t,  t h e  au th o r s   i n   [ 20 - 22 ]   p er f o r m ed   d if f er e n t  o p ti m izatio n   s t u d ie s .   I n   [ 20 ]    th e  a u th o r s   u s ed   a  s i m ilar   a p p r o ac h   to   d esig n   a  h y b r id   s y s te m   f o r   t h e  ed u ca tio n al  i n s ti tu t io n   b ased   o n   b io m a s s   g a s i f ier /P V/f u el  ce ll/ESS.  I n   [ 21 ]   an   o p ti m ize d   s tu d y   is   p er f o r m ed   to   d e s ig n   a  s tan d - alo n e   P V/DG/E SS   h y b r id   alter n ati n g   c u r r en t/d ir ec t  cu r r en t  m ic r o g r id   r esid en tial  s y s te m ,   lo ca ted   o n   an   is lan d   w it h o u t  th e  p o s s ib ilit y   o f   g r id   co n n ec tio n .   Mu lt i - o b j ec tiv e  f u n ctio n   w as  co n s id er ed ,   f o r   co s t  an d   C O 2   e m is s io n s .   A u th o r s   in   [ 22 ]   in v esti g ated   t h e  f ea s ib il it y   o f   u s in g   h y b r id   P V/W T /ESS  s y s t e m s   f o r   s u p p l y i n g     th e  d e m an d   o f   a  h o u s e h o ld .   R es u lts   s h o w ed   th at  W T /f u el  ce ll/b atter y   is   th e  m o s t  ec o n o m ical  co n f i g u r atio n ,   w h ic h   h ad   a n   L C OE   eq u als to   US   $ 0 . 7 8 3 /k W h .     Usi n g   a   s i m ilar   ap p r o ac h ,   t h e  au th o r s   in   [ 23 ]   p er f o r m ed   a  c o s t  to   b en e f it  ac co m p a n ied   by   tech n ica l   an al y s is   f o r   r u r al  elec tr i f icati o n   s o lu tio n s   i n   t h e  s o u th er n   ar ea   o f   I n d ia.   R es u lts   r e v e aled   th e  f ea s ib ilit y     o f   P V/W T /h y d r o /b atter y   h y b r id   p o w er   g en er atio n   s y s te m .   I n   [ 24 ]   a  h y b r id   P V/W T /DG/E SS   p o w er   g en er atio n   s y s te m   f o r   a  r em o te  ar ea   in   th e  w ester n   r eg i o n   o f   A b u   D h ab i  w a s   d esig n ed ,   m o d eled   an d   s i m u lated   to   f u l f ill  d i f f e r en t  co n s id er ed   lo ad s .   R esu l ts   r ev ea led   th at  1 5 %  P V  an d   3 0 %  W T   p en etr atio n   is     th e  m o s t  f ea s ib le  s y s te m   f o r   5 0 0   k W   av er ag e  lo ad .   I n   [ 25 ]   d if f er en t  b io m a s s   g a s if ie r   m icr o g r id   p o w er   g en er atio n   co n f ig u r atio n s   w er e  co m p ar ed   u s i n g   HOM E R   s o f t w ar e.   I n   [ 26 ]   a   s tu d y   is   co n d u cted   to   p er f o r m   a  f ea s ib il it y   s tu d y   t o   in v est ig ate  t h e  p er f o r m a n ce   o f   a  g r id - co n n ec ted   P V  s y s te m   to   s u p p l y   t h e  d e m a n d   o f   a  d air y   f ar m   in   th e  n o r th   o f   A l g er ia.   I n   [ 27 ] ,   a  h y b r id   P V/W T   o f f - g r id   s y s te m   f ea s ib ilit y   to   elec tr if y   a n   i s o lated   ar ea   o f   C h i n a  w as  i n v esti g ated .   R es u lt s   s h o w ed   th at  C OE   i s   US   $ 0 . 5 9 5 /k W h .   Au t h o r s   i n   [ 28 ]   ev alu ate  t h e  tec h n o - ec o n o m ic  an d   e n v ir o n m en tal  b en e f its   o f   P V/B E SS   i n     a  f ar m h o u s e  u s i n g   HOM E R ,   t h e  s t u d y   f o u n d   t h at  a  s tan d alo n e  P V/ B E SS   h as  h ig h er   ec o n o m ic  v iab il it y   w h e n   co m p ar ed   to   DG  co u n ter p ar ts   in   ter m s   o f   th e  to tal  n et  p r ese n t  co s t .   T h e  au th o r s   in   [ 29 ]  f o u n d   th a t  an   o f f - g r id   h y b r id   s y s te m   b ased   o n   R E S   o b tain s   lo w er   C OE   w h e n   co m p ar ed   w it h   P V  o r   w i n d   en e r g y   s y s te m   w o r k s   in d iv id u all y .   T h e  s tu d y   i s   p er f o r m ed   u tili zi n g   HOM E R   s o f t w ar e.     T h e   m a in   p r o b l em   e n c o u n te r e d   w i th   th e   s t an d al o n e  s y s t em   i s   th e   g en e r at e d   ex ce s s   p o w e r .     T h e   r e v i e w e d   p a p e r s   c o n c en t r a t e   o n   t e ch n ic a l   an d   e c o n o m i c   a s p e c ts   w i th o u t   m an ag in g   ex c es s   p o w e r .   T h is   a r t i c l e   in   a d d i t i o n   t o   in v e s tig a t in g   th e   t ec h n o - e c o n o m i c   f ea s i b il i ty   o f   th e   p r o p o s e d   s y s tem   f in d s   a   f e as i b l e  s o lu t i o n   t o   t h e   ex c es s   p o w e r   g e n e r at i o n   th a t   b en ef i t e d   f r o m   th e   n a tu r e   o f   t h e   l o a d .   T h is   is   co n s i d e r e d   a   n o v el ty   o f   th is   p a p e r .         2.   H O M E R  P RO   SO F T WAR E   As  m e n tio n ed   b ef o r e,   d esig n i n g   m icr o g r id   r en e w ab l e  en er g y   s y s te m s   is   q u ite  co m p licate d .   HOM E R   P r o   s o f t w ar e  is   ca p ab le  to   s o lv e  s u ch   p r o b le m s   e f f icie n tl y ,   ai m in g   f o r   an   o p ti m al  s o l u tio n   e n h an ce d   b y   s en s iti v it y   a n al y s i s .   HOM E R   s tan d s   f o r   a  h y b r id   o p tim izatio n   m o d el  f o r   elec tr ic  r en e w ab le  [ 3 0 ,   3 1 ] .   HOM E R   ec o n o m ic  an al y s is   i s   b ased   o n   a  lif e  c y cle  co s t  a p p r o ac h   w h e n   ca lcu lati n g   NP V.   W h ich   is   m o r e  ap p r o p r iate  an d   r ea lis tic  w h e n   it c o m e s   to   s y s te m s   co m p ar i s o n .   Si m p l y ,   NP V  is   ca lcu la ted   u s i n g   ( 1 ) .       HOM E R   an a l y s is   p r o v id es  s o m e  v al u ab le  p er f o r m a n ce   in d i ca to r s .   Am o n g   m a n y ,   t h e  l e v e lized   co s t  o f   en er g y   ( C OE )   i n   $ /k W h   i s   w ith   g r ea t  v al u e  f o r   co m p ar is o n .   E s p ec iall y   w i th   o t h er   alter n ativ e s ,   o th er   en er g y   s o u r ce s .   C OE   ca n   b e  c alcu lated   u s i n g   ( 2 ) .       w h er e  E l   an d   E def   ar e   th e  to tal  am o u n ts   o f   p r i m ar y   a n d   d ef er r ab le  lo ad ,   r esp ec tiv el y .   E g rid   is   t h e  an n u a l   a m o u n t  o f   elec tr icit y   s o ld   to   th e  g r id .   HOM E R   s i m u late s   d if f er en t  co n f i g u r atio n s   o f   t h e  h y b r id   s y s te m   d u r i n g   t h e   o p tim i z at i o n   p r o c e s s .   T h e   o p t im a l   s o lu t i o n   is   d ef in e d   as   th e   c o n f ig u r a ti o n   t h a t   p r o v i d e s   m i n im u m   N PV   [ 3 2 ] .          =     +     ( ( 1 + ) − 1 ( 1 + ) )     ( 1 )    =    ( ( 1 + ) ( 1 + ) − 1 ) +  +     ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       Op timiz a tio n   w ith   ex ce s s   elec t r icity  ma n a g eme n t o f a   P V ,   en erg y  s to r a g e  a n d   d iesel…   ( A ys a r   Ya s in )   271   3.   SI T E   D E SCR I P T I O N,   L O A D  DE M AND,   AND  H YB RID SYST E M   RE SO URC E S   3 . 1 .   Site   des cr iptio n a nd   lo a d de m a n d   E in   A lb aid a  v illa g e  is   lo ca te d   1 5   k m   n o r th   o f   T u b as  d is tr ict  in   th e  n o r th ea s ter n   p ar t  o f   th e  W est  B an k .   I t  is   b o r d e r ed   b y   th e  J o r d an   R iv er   to   th e  ea s t.  T h e  to t al  ar ea   o f   E in   A lb aid a  v illag e  is   1 5 , 0 0 0   d u n u m s .   4 8 0   d u n u m s   ar e  class i f ied   as  b u ilt - u p   ar ea s ,   w h il s t  8 , 5 0 0   d u n u m s   ar e  ag r icu l tu r al  ar ea s   cu lti v ated   in   d ef er en t   cr o p s   [ 33 ] .   T h e  p r o p o s ed   s y s t e m   w il l  elec tr i f y   p ar t  o f   t h e  r esi d en tial   lo ad   o f   t h e  v illa g e  an d   o p er ate  a  w ater   p u m p .   T h e  s elec ted   co m m u n i t y   i n cl u d es  ab o u t  2 5   h o u s e h o ld s   in   ad d itio n   to   s er v ice  b u il d in g s .   T h e  av er ag e   en er g y   d e m a n d   o f   th e  r esid e n tial  lo ad   is   s h o w n   in   Fig u r e  4 ,   ea ch   s ea s o n   h as  it s   co n s is te n t  lo ad   p r o f ile.     T h e  av er ag e  lo ad   e n er g y   d e m an d   is   3 0 0 k W h /d a y   a n d   t h e  a v er ag e  p o w er   d e m a n d   i s   1 2 . 5   k W .   T h e  av er a g e  lo ad   f ac to r   is   0 . 2 8 4 .           Fig u r e  4 .   Av er ag e  lo ad   p r o f ile  o f   th e  co m m u n it y   r es id en tial  lo ad       T h e  w ater   p u m p i n g   lo ad   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  5 ,   t w o   lo ad   p r o f iles   ar e  o b s er v ed   ac co r d in g   t o   f ar m er s ’   in p u t s .   Fi g u r e  5   ( a )   s h o w s   th e  lo ad   p r o f ile  f r o m   t h e  f ir s t   o f   Ma r ch   u n til   th e  e n d   o f   Octo b er ,   in   th i s   p r o f ile,     th e  lo ad   s tar ts   u p   f r o m   8 :0 0   u n t il  1 6 :0 0 .   Fig u r e  5   ( b )   s h o w s   t h e  p r o f ile  f r o m   th e  d a y   o f   No v e m b er   u n til     th e   en d   o f   Feb r u ar y ,   in   t h i s   p r o f ile,   th e  lo ad   s tar ts   u p   f r o m   9 :0 0   u n til 1 5 :0 0 .           Fig u r e  5 .   Av er ag e  lo ad   p r o f ile  o f   th e  w ater   p u m p in g   s y s te m ,   ( a)   L o ad   p r o f ile  in   Ma r ch - Oct o b er ,    ( b )   L o ad   p r o f ile  in   Ma r ch   No v e m b er - Feb r u ar y       3 . 2 .   So la r  ra dia t io ns   pro f ile   P alestin ia n   ter r ito r ies  h av e  s u f f icien t  s o lar   r ad iatio n   p o ten tial  to   u tili ze   s o lar   elec tr icit y   e s p ec iall y   PV   en er g y ,  t h e  d ail y   a v er ag e  o f   s o lar   r ad iatio n   o n   th e  h o r izo n tal  s u r f ac e  w a s   m ea s u r ed   t o   b e  5 . 4 5   k W h / m 2   d ay   [ 34 - 36] .   Fig u r e  6   s h o w s   th e  m o n th l y   a v er a g e  d ail y   s o lar   r ad iatio n   in p u t  d ata  o f   t h e  s elec ted   s ite  to   HOM E R   s o f t w ar e  w h ic h   i n   r o le  g en er ate s   s y n th e tic  8 7 6 0 - h o u r   to tal  s o lar   r ad iatio n   d ata   s et  u tili zi n g   s p ec ial   p r o ce d u r e.   T h e  m o n t h l y   g lo b al  d ail y   s o lar   r ad iatio n   o n   th e  h o r izo n tal  s u r f ac e  o f   T u b as  g o v er n o r ate  is   p r esen ted   in   Fi g u r e  6   [ 3 5 ,   37 ] .   Am b ie n t  air   te m p er atu r e  i s   a ls o   i m p o r tan t  i n   esti m at in g   p o ten tial  P V  o u tp u t .   Fig u r e  7   s h o w s   t h at  d u r i n g   th e   d ay   t h e  h o u r l y   a v er ag e  te m p e r atu r e  is   r an g in g   f r o m   2 0   to   2 7 °C .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   3 ,  Dec em b er   2 0 2 0 :   2 6 7   –   283   272           Fig u r e  6 .   Mo n th l y   av er a g e  g lo b al  d aily   s o lar   r ad iatio n   o n     a  h o r izo n tal  s u r f ac e   Fig u r e  7 .   Mo n th l y   av er a g e  air   te m p er atu r e   [ 3 4 ]       3. 3 .   Wind   s peed  pro f ile   T h e  p o ten tial  o f   w i n d   en er g y   i n   P alestin ian   t er r ito r ies  is   n o t  ass ess ed   in   all  lo ca tio n s   esp ec iall y     th e  s i te  u n d er   in v esti g atio n ,   it   is   lo ca ted   n ea r   th e  I s r ae li  m i l itar y   r eg io n   w h ich   m ea n s   i n s t allin g   m ea s u r e m e n t   s tatio n s   a n d   w i n d   tu r b i n es  ar e   f o r b id d en .   I n   g e n er al,   th e   p o ten tial  o f   w i n d   e n er g y   i n   th e   P alesti n ian   ter r ito r ies   is   li m ited   [ 38] .   I n   th is   ca s e  s t u d y ,   w i n d   en er g y   i s   n o t  co n s id er ed .     3 . 4 .   Diesel f uel   T h e  d en s it y   o f   th e   d iesel  f u el  co n s id er ed   in   th i s   s tu d y   i s   8 2 0   k g / m 3 ,   lo w er   h ea ti n g   v al u e  4 3 . 2   MJ /k g ,   ca r b o n   co n ten t   8 8 %  an d   s u lf u r   co n te n t  0 . 3 3 %.  T h e  av er a g e  p r ice  o f   d iesel  f u el  i n   P ales tin ia n  ter r ito r ies  o f   th is   y ea r   ( 2 0 20 )   is   ab o u t 1 . 4   U S$ / D /L .       4.   P RO P O SE D  CO NF I G UR A T I O NS O F   H YB RID  E NE R G Y  SY ST E M   T h e  p r o p o s ed   co n f ig u r atio n   o f   th e  h y b r id   s y s te m   u s ed   in   th i s   s t u d y   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e  1   a n d   i t   co n s is ted   o f   P V ,   DG  an d   b atte r y   e n er g y   s to r ag e  s y s te m   ( B E SS ) .   T h e  an al y s is   o f   s u c h   a  co m p licated   s y s te m   i s   b ased   o n   HOM E R   p r o   s o f t war e  an d   b ased   o n   t h e  r e s ea r ch   m et h o d o lo g y   s h o w n   i n   F ig u r e  8 .   T h e  tech n ica l   s p ec if icatio n   an d   co s t  o f   ea c h   co m p o n e n t  u s ed   in   t h e  s o f t w ar e  ar e   ill u s tr ated   in   d etail.   T h e  p r ice  o f   ea ch   co m p o n e n t b ased   o n   t h e  lo ca l p r ices in   P alestin ian   ter r ito r ies   i n   2 0 20 .       I n i t i a l   p r o b l e m   a s s e s s m e n t P r e - H O M E R   a s s e s s m e n t R e s o u r c e s T e c h n o - e c o n o m i c   a n a l y s i s S e n s i t i v i t y   a n a l y s i s U s e r   l o a d S y s t e m   d e s i g n R e s u l t s   a n d   d i s c u s s i o n O p t i m a l   c o n f i g u r a t i o n     Fig u r e  8 .  R esear ch   m et h o d o lo g y       4 . 1 .   P ho t o v o lt a ic  ener g y   c o nv er s io n sy s t e m s   ( P VE C S)   T h e  m ai n   d ata  r eq u ir ed   b y   th e  s o f t w ar e  r eg ar d in g   t h e  P VE C S  in cl u d es  T h e  s izes  o f   PV   m o d u les   co n s id er ed   in   th e  s t u d y   r an g e s   f r o m   5 0   to   1 0 0   k W   w it h   2   k W   s tep   s ize .   T h e  ca p ital,  r ep lace m e n t  an d   O& M   co s ts   ar e  US   $ 2 0 0 0 /k W ,   US   $ 1 7 5 0 /k W   an d   US   $ 2 0 /y ea r ,   r esp ec tiv el y .   T h e  l if et i m e   o f   t h e  P VE C S  i s     2 0   y ea r s .   T h e  d er atin g   f ac to r   is   8 0 %  an d   th e  s y s te m   i s   f i x e d   w i th o u t  tr ac k i n g   at  a  s lo p e  o f   4 5   an g le  an d   0   az i m u th   a n g le.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       Op timiz a tio n   w ith   ex ce s s   elec t r icity  ma n a g eme n t o f a   P V ,   en erg y  s to r a g e  a n d   d iesel…   ( A ys a r   Ya s in )   273   4 . 2 .   P o w er   c o nv er t er   T h e  co n v er ter   ca n   w o r k   as  an   in v er ter   o n ce   co n v er ts   el ec tr ic  p o w er   f r o m   D C   to   AC   an d   t h e   ef f icien c y   i s   as s u m ed   9 0 %  an d   at  th e  s a m e  ti m e,   it  ca n   w o r k   as  a  r ec ti f ier   o n ce   co n v er ts   th e  elec tr ic  p o w er   f r o m   AC   to   DC   an d   th e  e f f ici en c y   i s   ass u m ed   8 5 %.   T h e  s izes  o f   p o w er   co n v er ter s   co n s id er ed   r an g es  f r o m   20  to   4 4   k W .   T h e  ca p ital,  r e p la ce m en t  an d   O& M  co s t s   ar e  US   $ 1 0 0 0 /k W ,   US   $ 1 0 0 0 /k W   an d   4   US$ /y ea r ,   r esp ec tiv el y .   T h e  li f eti m e  is   1 5   y ea r s .     4 . 3 .   Diesel g ener a t o r    T h e  DG   is   u tili ze d   to   co v er   th e  lack   o f   p o w er   f r o m   R E S.  T h e  s izes o f   d iesel  g en er ato r s   co n s id er ed   i n   th e  s t u d y   ar e  1 2 ,   1 4 ,   1 6 ,   1 8 ,   2 0 ,   2 2 ,   2 4 ,   2 6 ,   an d   2 8   k W .   T h e  ca p ital,  r ep lace m en t  an d   O & M  co s t s   ar e  USD   1 5 0 0 /k W ,   USD1 3 7 5 /k W   an d   USD   0 . 0 2 /h ,   r esp ec tiv el y .   T h e  li f eti m e  o f   t h e  DG  i s   1 5 0 0 0   o p e r atin g   h o u r s .   Fig u r e  9   s h o w s   t h e  DG  e f f icie n c y   c u r v e   a n d   Fig u r e  1 0   s h o ws th e  DG  f u el  co n s u m p tio n   c u r v e   [ 3 9 ] .               Fig u r e  9 .   Diesel g e n er ato r   ef f i cien c y   c u r v e   Fig u r e  1 0 .   Diesel g e n er ato r   f u el  co n s u m p tio n   cu r v e       4 . 4 .   B a t t er y   ener g y   s t o r a g e  s y s t e m     T h e  en er g y   s to r ag e  s y s te m   is   v er y   i m p o r tan t  i n   a  s tan d alo n e   s y s te m   as  r en e w ab le  en er g y   s o u r ce s   ar e   in ter m itte n t  an d   s to ch as tic  i n   n atu r e.   T h e  p h y s ical  p r o p er ties   o f   t h e  b atter y   b a n k   u s e d   in   th e  s tu d y   ar e    th e  n o m i n al  v o lta g e  4   V,   n o m i n al  ca p ac it y   1 9 0 0   Ah   ( 7 . 6   k W h ) ,   r o u n d - tr ip   e f f icie n c y   8 0 %,  an d   m i n i m u m   s tate  o f   ch ar g e  4 0 %.  T h e  ca p ac it y   cu r v e  in   Fig u r e  1 1   [ 3 8 ]   s h o w s   t h e  d is c h ar g e  ca p ac it y   o f   t h e  b atter y   in   a m p er e - h o u r s   v er s u s   th e  d is c h ar g e  cu r r en t  in   a m p er es.   T h e  ca p ital,  r e p lace m e n t  an d   O& M  co s ts   o f   ea ch   b atter y   ar e  U SD   1 1 0 0 ,   USD   5 0 0 0   an d   USD   1 0 /y ea r ,   r esp ec tiv el y .   T h e  lif et i m e  o f   e ac h   u n it  i s   1 5 0 0 0   o p er atin g   h o u r s .           Fig u r e  1 1 .   T h e  ca p ac ity   c u r v e  o f   th e  B E SS       5.   SI M UL AT I O N  R E S UL T S  AND  DIS CUSS I O N   HOM E R   p r o   illu s tr ate s   o p tim izatio n   r esu l ts   b y   d is p la y i n g   th e   lo w e s t - co s t  co n f i g u r ati o n   w ith in   ea ch   s y s te m   ca teg o r y   o r   t y p e,   w h ic h   m ea n s   t h e  s o f t w ar e   p r o p o s es  d if f er e n t  t y p e s   o f   co n f i g u r atio n s   w it h   d if f er e n t  p o w er   s y s te m s .   Af te r   p er f o r m in g   a   lar g e  n u m b er   o f   s i m u latio n s ,   t h e  m o s t   f ea s i b le  co n f i g u r atio n s   ap p ea r   b el o w :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   3 ,  Dec em b er   2 0 2 0 :   2 6 7   –   283   274   5 . 1 .   P V/B E SS   w it h DG   T h e  r esu lts   o f   t h e  o p ti m izat i o n   an al y s i s   in d icate   t h at  t h e  P V  p o w er   s y s te m   w it h   B E SS   co m b i n ed   w it h   DG  is   th e  m o s t  f ea s ib le  p o w er   s y s te m .   Fi g u r e  1 2   s h o w s   a  s c h e m a tic  d iag r a m   o f   t h e  m icr o g r id   h y b r id   p o w er   s y s te m ,   it  co n s is ts   o f   a  P V  s y s te m   w i th   8 8   k W ,   D G  w ith   1 4   k W ,   1 4 4   b atter ies ,   an d   3 8   k W   p o w er   co n v er ter .   T h e  to tal  ca p ital  co s t  is   US   $ 6 4 5 , 6 2 2 .   T h e  to tal  ca p ital  co s t  co n s is ts   o f   th e  ca p ital  co s t,   r ep lace m e n t  co s t,  O & M  co s t  a n d   s alv a g e  co s t  a s   s h o w n   i n   Fi g u r e  1 3 .   T h e  C OE   is   US   $ 0 . 4 3 8 /k W h .   Fig u r e  1 3   s h o w s   th at  t h e  ca p ital  co s t  o f   t h e  B E SS   an d   P V  s y s te m   h av e  t h e  h i g h e s t  NP C   as  t h e y   en co u n ter ed   h ig h   ca p ital  co s ts .   T h e  r u n n i n g   c o s t  o f   DG  i s   th e  h i g h est  b e ca u s e  o f   f u el  co n s u m p tio n .   T h e  co n v er ter   h a s     th e  lo w e s t  co s t.   T h e  m o n t h l y   av er ag e  elec tr ic  p r o d u ctio n   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  1 4 .   Fig u r e  1 4   s h o w s   th a t  m o s t  o f   th e  lo ad   is   f ed   f r o m   th e  P V  p o w er   s y s te m   at  a  p er ce n ta g e  o f   8 7 %  w h ile  th e  D G  co v er s   ab o u t 1 2 % o f   th e  lo ad .           Fig u r e  1 2 .   S ch e m at ic  o f   P V/B E SS   co m b in ed   w it h   DG           Fig u r e  1 3 .   Si m u latio n   r es u lt s :  ca s h   f lo w   s u m m ar y   o f   P V/B E SS   co m b i n ed   w i th   DG           Fig u r e  1 4 .   T h e  m o n t h l y   a v er a g e  elec tr ic  p r o d u ctio n   f o r   P V/B E SS /DG   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   A p p l P o w er   E n g   I SS N:  2252 - 8792       Op timiz a tio n   w ith   ex ce s s   elec t r icity  ma n a g eme n t o f a   P V ,   en erg y  s to r a g e  a n d   d iesel…   ( A ys a r   Ya s in )   275   T h e  ca p ac ity   f ac to r   o f   th e  PV  s y s te m   is   1 9 . 8 %  an d   th e  to tal  an n u al  o p er atio n   h o u r s   ar e  4 3 9 1 .     T h e  m ea n   o u tp u t  p er   d ay   i s   4 2 8 k W h   an d   th e  l ev elize d   C OE   f r o m   t h e  P V  s y s te m   is   US   $ 0 . 0 9 6 1 /k W h .     T h e  to tal   an n u a l  en er g y   g en e r ated   f r o m   th e  s y s te m   i s   1 7 5   MW h   w h ile  th e  an n u a l  lo ad   i s   ab o u t  1 2 7   M W h   w h ic h   m ea n s   e x ce s s   en er g y   o f   ab o u t 1 0 . 6 %.  T h e  r esu lts   s h o w   t h at  th e  u n m et  elec tr ic  lo ad   is   0 . 4 5 4   MW h / y ea r   w h ic h   is   ab o u t  0 . 4 %  o f   th e  lo ad .   T h e  en er g y   p r o d u ctio n   f r o m   D G   is   ab o u t  2 2   MW h / y ea r   w h ic h   is   ab o u t  1 2 %   o f   th e  to tal  an n u al  en er g y   p r o d u ce d .   T h e  n u m b er   o f   o p er atio n al  h o u r s   i s   2 2 8 5   an d   th e  ca p ac it y   f ac to r   is   ab o u t   1 7 . 4 %.  T h e  h o u r ly   f i x ed   g e n er atio n   co s t  is   US$ 2 . 4 6 ,   th e  s p ec if ic  d iesel  co n s u m p tio n   is   0 . 3 7   L /k W h   w h i le    th e  an n u al  d iesel c o n s u m p tio n   is   7 8 9 5   L .     5 . 2 .   P V/B E SS   Fig u r e  1 5   s h o w s   a  s c h e m a tic   d iag r a m   o f   th e  m icr o g r id   h y b r id   p o w er   s y s te m ,   it  co n s i s t s   o f   a  P V   s y s te m   w i th   9 6 k W   an d   2 8 8   b atter ies  an d   a  3 2   k W   p o w er   co n v er ter .   T h e  to tal  ca p ital  co s t  is   USD   7 3 1 , 9 2 7 .   Fig u r e  1 6   s h o w s   t h e  ca s h   f lo w   s u m m ar y   o f   th e  NP C   o f   th e   m a in   co m p o n e n ts   o f   P V/B E SS .   T h e  C OE   is   USD   0 . 5 2 1 /k W h .   I n   s u c h   s y s te m s ,   t h e  r en e w ab le  e n er g y   f r ac tio n   i s   1 0 0 %.  T h e  ex ce s s   elec tr icit y   is   1 2 . 7   MW h / y ea r   w h ic h   is   ab o u t 7 . 6 %.  T h e  u n m et  elec tr ic  lo ad   is   ab o u t 3 . 7 %.           Fig u r e  1 5 .   S ch e m at ic  o f   P V  s y s te m   co m b in ed   w it h   B E SS           Fig u r e  1 6 .   S i m u latio n   r es u lt s :  ca s h   f lo w   s u m m ar y   o f   P V/B E SS       5 . 3 .   P V/DG   Fig u r e  1 7   s h o w s   a  s ch e m atic  d iag r a m   o f   th e  m icr o g r id   h y b r id   p o w er   s y s te m   co n s is ts   o f   a  P V  s y s te m   w it h   6 5   k W ,   DG  w i th   2 5   k W   an d   3 0   k W   p o w er   co n v er ter .   T h e  to tal  ca p ital  co s t  is   USD   8 2 0 , 9 0 2 .   Fig u r e  1 8   s h o w s   th e  ca s h   f lo w   s u m m ar y   o f   th e  NP C   o f   t h e  m ain   co m p o n en t s   o f   P V/DG.   T h e  C OE   i s   US D   0 . 5 6 8 /k W h .     T h e  en er g y   g e n er ated   f r o m   t h e  P V  s y s te m   i s   1 1 2 . 9 2 8   M h / y ea r   w h ic h   i s   ab o u t  5 7 %  f r o m   th e  to tal  lo ad ,     th e  r e m ain s   ar e  g etti n g   f r o m   DG.   T h e  ex ce s s   elec tr icit y   is   6 7 . 1 7 4   MW h / y ea r   w h ich   is   ab o u t  3 4 %.  T h e  u n m et   elec tr ic  lo ad   is   ab o u t 1 . 1 %.  T h e  m o n t h l y   a v er a g e  elec tr ic  p r o d u ctio n   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  1 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I n t J   A p p l P o w er   E n g ,   Vo l.   9 ,   No .   3 ,  Dec em b er   2 0 2 0 :   2 6 7   –   283   276       Fig u r e  1 7 .   S ch e m at ic  o f   P V  s y s te m   co m b in ed   w it h   DG           Fig u r e  1 8 .   S i m u latio n   r es u lt s :  ca s h   f lo w   s u m m ar y   o f   P V  co m b in ed   w it h   DG           Fi g u r e  1 9 .   T h e  m o n t h l y   a v er a g e  elec tr ic  p r o d u ctio n   f o r   P V/DG       5 . 4 .   Diesel  g ener a t o r    Fig u r e  2 0   s h o w s   a  s ch e m atic  d iag r a m   o f   a  p o w er   s y s te m   c o n s is ted   o n l y   o f   a  2 5   k W   DG.   T h e  to tal  ca p ital  co s t  is   U SD   1 , 0 6 9 , 6 3 3 .   Fig u r e  2 1   s h o w s   th e  ca s h   f lo w   s u m m ar y   o f   t h e  NP C   o f   th e   m ai n   co m p o n e n t s   o f   th e   s y s te m .   T h e  C OE   is   U SD   0 . 6 6 6 / k W h .   T h e  en er g y   g en er ated   f r o m   DG  i s   1 2 8 . 6 0 3   Mh / y ea r   w h ich   is     a  litt le  b it  g r ea ter   th an   t h e  to tal  lo ad   d em an d .   T h e  ex ce s s   ele ctr icit y   is   2 . 9 2 4   MW h /y ea r   wh ich   i s   ab o u t  2 . 3 %.    T h e  u n m et  elec tr ic  lo ad   is   ab o u t 1 . 2 5 %.  T h e  m o n t h l y   av er a g e  elec tr ic  p r o d u ctio n   i s   s h o w n   in   Fi g u r e  2 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.