Hybrid Olive Pomace-CSP Power Plant Investigation and Analysis for Electricity Generation in Palestine
Date
2021-11-01
Authors
Eman Ajlouni
إيمان عجلوني
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
This research aims to develop and investigate a power plant model from hybridization
between CSP technology and olive pomace as a biomass resource for electricity generation
in Palestine. And study the annual performance of the hybrid power plant. The hybrid
Power plant model with a thermal efficiency of 36.76% was developed using EBSILON
simulation software, using both Linear Fresnel (LF) Solar Field and Parabolic Trough (PT)
Solar Field based on the same power block, for the same solar field land area, and under
the same design conditions. EBSILON time series simulation was used to evaluate the
annual electricity generation, the annual operation characteristics, and performance of the
proposed hybrid power plant for both LF and PT solar fields relevant to variation of Direct
Normal Irradiance and ambient temperature. Results showed the most acceptable capacity
of the hybrid power plant is 7 MW, which its annual consumption compatible with the
annual average amounts of olive pomace generated annually in Palestine. The LF hybrid
power plant showed superiority over the PT hybrid power plant in electricity generation
but with the advantage of more allowable area occupation of reflectors than PT, but also
PT solar field showed higher thermal efficiency than hybrid power plant LF solar field.
The hybridization using LF and PT found to be capable of producing 60,321 and 60,251
MWh of electricity respectively.
Simulations showed that the levelized cost of energy, for both LF hybrid power plant
and the PT hybrid power plant were 0.0969 and 0.0971 $/kWh. The levelized cost of energy
was calculated taking into consideration all investment and operational costs, and the cost
was below the max threshold of 0.1212 S/kWh. Sensitivity analysis were carried out to
investigate the increase in the levelized cost of energy versus the increase of olive pomace
prices, Islamic profit rate, and land cost. Sensitivity analysis showed that with changing
these parameters, the levelized cost of energy still below the max generation cost threshold
in Palestine.
يهدف هذا البحث إلى تطوير وفحص نموذج لمحطة طاقة كهربائية من التهجين بين تقنية الطاقة الشمسية المركزة
وجفت الزيتون كمصدر للكتلة الحيوية لتوليد الكهرباء في فلسطين. ودراسة الأداء السنوي لمحطة توليد الكهرباء
تحت نفس مساحة الارض المخصصة للحقل PT و ال LF الهجينة. تم بناء المحطة باستخدام تكنولوجيا عواكس ال
الشمسي وتحت نفس الظروف التشغيلية على قدرات تشغيلية متعددة ، لنفس مساحة أرض الحقل الشمسي ، وتحت نفس
شروط التصميم. تم تطوير نموذج للمحطة الهجينة بكفاءة 36.76 % و استخدام محاكاة السلاسل الزمنية في برنامج
لتقييم توليد الكهرباء السنوي ، وخصائص التشغيل السنوية ، وأداء محطة الطاقة الهجينة المقترحة لكل EBSILON
ذات الصلة باختلاف الإشعاع العادي المباشر ودرجة الحرارة المحيطة. أظهرت النتائج PT و LF من الحقول الشمسية
أن أكثر قدرة مقبولة لمحطة توليد الطاقة الهجينة هي 7 ميجاوات ، ويتناسب استهلاكها السنوي مع المتوسط السنوي
تفوقًا LF لكميات جفت الزيتون المنتجة سنويًا في فلسطين. أظهرت محطة توليد الطاقة الهجينة بحقل شمسي يعمل ب
في توليد الكهرباء ولكن مع ميزة شغل مساحة أكبر من PT على محطة توليد الطاقة الهجين ة التي تعمل على ال
كفاءة حرارية أعلى من المجال PT ولكن أيضًا أظهر الحقل الشمسي الذي يعمل على ال ، PT العاكسات مقارنةً ب
قادر على إنتاج 60321 و 60.251 ميجاوات PT و LF الشمسي لمحطة الطاقة الهجينة .وجد أن التهجين باستخدام
ساعة من الكهرباء على التوالي. أظهرت نتائج المحاكاة أن التكلفة المستوية للطاقة لكل من محطة توليد الطاقة الهجينة
كانت 0.0969 و 0.0971 دولار/ كيلو واط ساعة. و تم حساب التكلفة الموحدة للطاقة PT ومحطة الطاقة الهجينة LF
مع الأخذ في الاعتبار جميع تكاليف الاستثمار والتشغيل ، وكانت التكلفة أقل من الحد الأقصى البالغ 0.1212 دولار/
كيلو واط ساعة . تم إجراء تحليل الحساسية للتحقق من الزيادة في التكلفة الموحدة للطاقة مقابل ارتفاع أسعار ثفل
الزيتون ومعدل الربح الإسلامي وتكلفة الأرض. أظهر تحليل الحساسية أنه مع تغيير هذه المعايير ، فإن التكلفة المعيارية
للطاقة لا تزال أقل من الحد الأقصى لتكلفة التوليد في فلسطين