HOMER sizing of a Diesel-PV-Battery hybrid system to supply an isolated site in southern Algeria

Abstract

Remote areas are often powered by oversized diesel generators, resulting in high investment and operating costs and significant greenhouse gas emissions. To address this issue, a methodology for optimal sizing of mini-hybrid PV/diesel/battery power plants, using HOMER software, has been presented. A case study was conducted to analyze a real hybridization project of a multi-generator diesel power plant located in the village of Moulay Lahcen, Tamanrasset, Algeria. The study aims to reduce the net present cost, the Levelized energy cost, and CO2 emissions. A comparison of different configurations of hybrid mini-power plants, with and without storage, has been conducted. The results show that a hybrid PV/diesel/battery system in AC/DC switched configuration is a reliable, cost-effective, and environmentally friendly option for the sustainable electrification of the studied remote areas. This configuration has the lowest net present cost (NPC) of $483443, a Levelized cost of energy (LCOE) of $0.132/kWh, a fuel consumption of 49868 liters/year and CO2 emissions of 130.434 tons/year. A sensitivity analysis of several parameters influencing the design of the studied systems was also carried out. This analysis highlighted that the price of fuel is one of the parameters that most influences the choice of the optimal hybrid system.Les zones isolées sont souvent alimentées par des générateurs diesel surdimensionnés, ce qui entraîne des coûts d'investissement et d'exploitation élevés et des émissions de gaz à effet de serre importantes. Pour résoudre ce problème, une méthodologie de dimensionnement optimal des mini-centrales hybrides PV/diesel/batterie, utilisant le logiciel HOMER, a été présentée. Une étude de cas a été menée pour analyser un projet réel d'hybridation d'une centrale diesel multi-générateurs située dans le village de Moulay Lahcen, à Tamanrasset, en Algérie. L'étude vise à réduire le coût net actuel, le coût énergétique nivelé et les émissions de CO2. Une comparaison de différentes configurations de mini-centrales hybrides, avec et sans stockage, a été réalisée. Les résultats montrent qu'un système hybride PV/diesel/batterie en configuration de commutation AC/DC est une option fiable, rentable et respectueuse de l'environnement pour l'électrification durable des zones reculées étudiées. Cette configuration présente le coût net actualisé (CNA) le plus bas de 483443 dollars, un coût de l'énergie nivelé (LCOE) de 0,132 dollar/kWh, une consommation de carburant de 49868 litres/an et des émissions de CO2 de 130,434 tonnes/an. Une analyse de sensibilité de plusieurs paramètres influençant la conception des systèmes étudiés a également été réalisée. Cette analyse a mis en évidence que le prix du carburant est l'un des paramètres qui influencent le plus le choix du système hybride optimal.