alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2020.01-06.012-030alternative-1877Research ArticleI. ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. 2. ВетроэнергетикаI. RENEWABLE ENERGY. 2. Wind energyМетодика обоснования технических и экономических параметров сетевой ветроэлектрической станции для условий СирииAssessment Method of Technical and Economic Parameters of a Grid-Connected Wind Power Plant for Conditions in Syria.https://orcid.org/0000-0003-2239-447XРамаданА.RamadanA.

Амер Рамадан, аспирант Высшей школы высоковольтной энергетики, Институт энергетики 

Researcher ID: U-1795-2018

Scopus Author ID: 57203214224  

д. 29, ул. Политехническая, Санкт-Петербург, 195251

Amer Ramadan, Ph.D. Student at the Higher School of High Voltage Energy, Institute of Energy

Researcher ID: U-1795-2018

Scopus Author ID: 57203214224  

29 Politehnicheskaya Str., Saint Petersburg, 195251, Russia

eng_amer@live.comhttps://orcid.org/0000-0001-7051-6027ЕлистратовВ. В.ElistratovV. V.

Виктор Васильевич Елистратов, доктор технических наук, директор научно-образовательного центра «Возобновляемые виды энергии и установки на их основе» (НОЦ «ВИЭ»); профессор Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства СПбПУ

Researcher ID: C-3627-2016

Scopus: 57189578726 

д. 29, ул. Политехническая, Санкт-Петербург, 195251

Viktor Elistratov,  D.Sc. in Engineering, the Director of Scientific Center “Renewable Energy Sources”; Professor of the Higher School of Hydraulic Engineering and Power Engineering Construction

Researcher ID: C-3627-2016

Scopus: 57189578726 

29 Politehnicheskaya Str., Saint Petersburg, 195251, Russia

Санкт-Петербургский политехнический университетСирияPeter the Great Saint Petersburg Polytechnic UniversitySyrian Arab Republic20201203202001-61230Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20202020Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/1877

Разработана методика обоснования технических и экономических параметров сетевой ветроэлектрической станции (ВЭС) для систем энергоснабжения Сирии. Апробация методики проведена на примере проектирования сетевой ВЭС на площадке вблизи города Эc-Сухне (в провинции Хомс), которая обладает одним из наиболее высоких ветровых потенциалов в Сирии. С помощью профессионального программного комплекса WindPRO оценены параметры ВЭС мощностью 12 МВт. Выполнено: численное микромасштабное моделирование ветрового потока местности с учетом рельефа и шероховатости, определены ветроэнергетические ресурсы на высоте башни ветроэлектрической установки (ВЭУ), обоснован выбор оборудования ВЭС и определена выработка энергии ВЭС с конкретным типом ВЭУ. Результаты технической оценки данной ВЭС в WindPRO показали, что удельная плотность ветрового потока рассматриваемой площадки для строительства ВЭС на высоте башни ВЭУ составляет 333–459 Вт/м2 при среднемноголетних скоростях ветра 6,5–7,7 м/с. Для ВЭС мощностью 12 МВт с восемью ВЭУ мощностью 1,5 МВт получено значение среднегодовой выработки энергии, равное 38 391,1 МВт·ч/год с учетом потерь. Коэффициент использования установленной мощности рассмотренной ВЭС составил 36,5 % при 3 199 часах использования установленной мощности. Экономическая оценка рассмотренной ВЭС выполнена в программе Excel, где рассчитаны экономические показатели проекта: чистый дисконтированный доход, дисконтированный срок окупаемости, внутренняя норма доходности, индекс доходности, нормированная стоимость энергии. Результаты расчетов показали, что предлагаемый проект ВЭС является полностью прибыльным для условий Сирии.

In this study, a methodology is developed to evaluate the technical and economic parameters of a grid-connected wind power plant in Syria. The methodology was used for designing a grid-connected wind power plant in the area close to the Al-Sukhnah town (in Homs province), which is one of the most promising areas in Syria to build wind farms. Technical assessment of a 12 MW grid-connected wind power plant, which consists of 8 wind turbines with rated power of 1.5MW for each one, is performed using the WindPRO software. The following tasks are carried out in WindPRO: the microscale numerical modeling of the wind flow of the area with consideration the terrain and roughness, determination of wind resources at wind turbine tower height, selection of suitable wind turbine and definition of energy production. The results of the technical assessment show that the wind power density in the power plant site at wind turbine tower height is 333–459 W/m2 with average annual wind speed of 6.5–7.7 m/s, energy production is 38391.1 MWh/year with consideration the losses, capacity factor is 36.5% with full load hours of 3199 h/year. Economic assessment of the considered power plant is performed in Excel program. The following economic indicators are calculated in Excel: net present value (NPV), discounted payback period (DPP), internal rate of return (IRR), profitability index (PI), the normalized cost of energy (LCOE). The results of calculations show that the proposed grid-connected wind power plant is completely profitable for conditions in Syria.

техническая оценкаэкономическая оценкаВЭССирияWindPROВЭУскорость ветравыработкадисконтированный доход (NPV)нормированная стоимость энергии (LCOE).technical assessmenteconomic assessmentgrid-connected wind power plantSyriaWindPROwind turbinewind speedenergy productionNPVLCOEReferencesInternational renewable energy agency (IRENA) // Renewable energy statistics 2019 Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/Jul/IREN A_Renewable_energy_statistics_2019.pdf. – (Дата обращения: 10.09.2019.).International renewable energy agency (IRENA). Renewable energy statistics 2019 E-resource. Available on: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/Jul/IRENA_Renewable_energy_statistics_2019.pdf (09.10.2019.).International renewable energy agency (IRENA) // Renewable power generation costs in 2018 Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/May/IREN A_Renewable-Power-Generations-Costs-in-2018.pdf. – (Дата обращения: 10.09.2019.).International renewable energy agency (IRENA). Renewable power generation costs in 2018 E-resource. Available on: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2019/May/IRENA_Renewable-Power-Generations-Costs-in-2018.pdf (09.10.2019.).International renewable energy agency (IRENA) // Wind Power: Technology brief 2016 Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2016/IRENAETSAP_Tech_Brief_Wind_Power_E07.pdf. – (Дата обращения: 10.09.2019.).International renewable energy agency (IRENA). Wind Power: Technology brief 2016 Eresource. Available on: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2016/IRENA-ETSAP_Tech_Brief_Wind_Power_E07.pdf (09.10.2019).Рамадан, А. Потенциал традиционных и возобновляемых источников энергии в Сирии / А. Рамадан, В.В. Елистратов // Энергохозяйство за рубежом. – 2017. – Т. 5. – № 294. – С. 15–21.Ramadan A., Elistratov V.V. Potential of traditional and renewable energy sources in Syria (Potentsial traditsionnykh i vozobnovlyayemykh istochnikov energiiv Sirii). Energokhozyaystvo za rubezhom, 2017;5(294):15−21 (in Russ.).Рамадан, А. Использование возобновляемых источников энергии в Сирии / А. Рамадан, В.В. Елистратов / А. Рамадан // В сборнике: Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы. Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Материалы V Международной конференции, 2017. – С. 135–141.Ramadan A., Elistratov V.V. Use of renewable energy sources in Syria (Ispol'zovaniye vozobnovlyayemykh istochnikov energii v Sirii). In the collection: Renewable energy: problems and prospects. Actual problems of renewable energy resources development. Proceedings of the V International conference – Makhachkala (V sbornike: Vozobnovlyayemaya energetika: problem I perspektivy. Aktual'nyyeproblemyosvoyeniyavozobnovlyayemykhenerg oresursovMaterialy V Mezhdunarodnoy konferentsii), 2017; pp. 135–141 (in Russ.).Elistratov, V. Energy potential assessment of solar and wind resources in Syria / V. Elistratov, A. Ramadan // Journal of Applied Engineering Science. – 2018. – Vol. 16. – No. 2. – P. 208–216.Elistratov V., Ramadan A. Energy potential assessment of solar and wind resources in Syria. Journal of Applied Engineering Science, 2018;16(2):208–216.Рамадан, А. Исследование и расчёт параметров ветроэлектростанции для условий Сирии / А. Рамадан. Магистерская диссертация, СПб, СанктПетербургский политехнический университет Петра Великого, 2016. – 110 с.Ramadan A. Study and calculation of wind power plant parameters for Syria conditions (Issledovaniyeiraschotparametrovvetroelektrostantsiidlya usloviySirii). Master thesis, Saint Petersburg, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, 2016; 110 p. (in Russ.).Рамадан, А.М. Использование потенциала ветровой энергии для энергоснабжения провинции Хомс (Сирия) / А. Рамадан, В.В. Елистратов // В сборнике: Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность – 2018 по материалам международной научно-практической конференции. Севастополь, 2018. – С. 983–986.Ramadan A.M., Elistratov V.V. Using of wind energy potential to power supply the province of Homs (Syria) (Ispol'zovaniye potentsiala vetrovoy energii dlya energosnabzheniya provintsii Khoms (Syria). In the collection: Environmental, industrial and energy security2018 based on the materials of the international scientific and practical conference, Sevastopol (V sbornike: Ekologicheskaya, promyshlennaya I energeticheskaya bezopasnost' – 2018 po materialam mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Sevastopol'), 2018; pp. 983–986 (in Russ.).Refa’t Hasoneh. Grid Integration of Al Haijana Wind Park in Syria / Refa’t Hasoneh. Master thesis, Germany, Kassel University, 2011. – 120 p.Hasoneh Refa’t. Grid Integration of Al Haijana Wind Park in Syria. Master thesis, Germany, Kassel University, 2011; 120 p.NERC (National Energy Research center), Damascus, Syria Электронный ресурс. – Режимдоступа: http://www.nerc.gov.sy/. – (Дата обращения: 01.09.2019.).NERC (National Energy Research center), Damascus, Syria E-resource. Available on: http://www.nerc.gov.sy/ (09.01.2019).CLIMATE-DATA.ORG, Climate data for cities worldwide Электронный ресурс. – Режим доступа: https://en.climate-data.org/asia/syria/homs/as-sukhnah429511/. – (Дата обращения: 27.09.2019.).CLIMATE-DATA.ORG, Climate data for cities worldwide E-resource. Available on: https://en.climatedata.org/asia/syria/homs/as-sukhnah-429511/ (09.27.2019).Сливканич, М.А. Методики оценки ветроэнергетических ресурсов в условиях ограниченности природно-климатической информации / М.А. Сливканич. Магистерская диссертация, СПб, СанктПетербургский политехнический университет Петра Великого, 2016. – 128 с.Slivkanich M.A. Methods of assessing wind energy resources in conditions of limited natural-climatic information (Metodiki otsenki vetroenergeticheskikh resursov v usloviyakh ogranichennosti prirodnoklimaticheskoy informatsii). Master thesis, Saint Petersburg, Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University, 2016; 128 p. (in Russ.).Van Ackere, S. Wind resource mapping using landscape roughness and spatial interpolation methods / S. Van Ackere et al. // Energies. – 2015. – Vol. 8. – No. 8. – P. 8682–8703.Van Ackere S., van Eetvelde G., Schillebeeckx D., van Wyngene K., Vandevelde L. Wind resource mapping using landscape roughness and spatial interpolation methods. Energies, 2015;8(8):8682–8703.Albani, A. Wind Energy Potential and Power Law Indexes Assessment for Selected Near-Coastal Sites in Malaysia / A. Albani, M.Z. Ibrahim // Energies. – 2017. – Vol. 10. –No. 3. – P. 307.Albani A., Ibrahim M. Z., Wind Energy Potential and Power Law Indexes Assessment for Selected Near-Coastal Sites in Malaysia. Energies, 2017;10(3):307.Yue, C.-D. Prediction of Power Generation by Offshore Wind Farms Using Multiple Data Sources / C.-D. Yue et al. // Energies. – 2019. – Vol. 12. – No. 4. – P. 700.Yue C.-D., Liu C.-C., Tu C.-C., Lin T.-H. Prediction of Power Generation by Offshore Wind Farms Using Multiple Data Sources. Energies, 2019;12(4):700.Lee, J.C.-Y. Assessing Variability of Wind Speed: Comparison and Validation of 27 Methodologies / J.C.-Y. Lee, M.J. Fields, J.K. Lundquist // Wind Energy Science. – 2018. – Vol. 3. – P. 845–868.Lee, J. C.-Y., M. J. Fields, J. K. Lundquist., Assessing Variability of Wind Speed: Comparison and Validation of 27 Methodologies. Wind Energy Science, 2018;3:845–868.WindPRO / PARKIntroduction to the Estimation of Extreme Wind Speeds and Wind Loads, EMD International A/S Электронный ресурс. – Режим доступа: http://www.emd.dk/files/windpro/manuals/for_print/Appen dices-all_UK.pdf. – (Дата обращения: 27.09.2019).WindPRO / PARKIntroduction to the Estimation of Extreme Wind Speeds and Wind Loads, EMD International A/S E-resource. Available on: http://www.emd.dk/files/windpro/manuals/for_print/Appendices-all_UK.pdf (09.27.2019).Ramadan, H.S. Wind energy farm sizing and resource assessment for optimal energy yield in Sinai Peninsula, Egypt / H.S. Ramadan // Journal of Cleaner Production. – 2017. – Vol. 161. – P. 1283–1293.Ramadan H.S. Wind energy farm sizing and resource assessment for optimal energy yield in Sinai Peninsula, Egypt. Journal of Cleaner Production, 2017;161:1283–1293.U.S. Department of Energy's Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE), 2018 Wind Technologies Market Report Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2019/08/f65/201 8%20Wind%20Technologies%20Market%20Report%20 FINAL.pdf. – (Дата обращения: 27.09.2019.).U.S. Department of Energy's Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE), 2018 Wind Technologies Market Report E-resource. Available on: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2019/08/f65/2018%20Wind%20Technologies%20Market%20Report%20FINAL.pdf (09.27.2019).Рамадан, А. Моделирование режимов работы сетевой ветроэнергетической установки с синхронным генератором на постоянных магнитах / А. Рамадан, В.В. Елистратов // Электричество. – 2019. – № 7. – С. 11–21.Ramadan A., Elistratov V.V., Modeling the Operation Modes of a Grid Windmill Equipped witha Permanent Magnet Synchronous Generator (Modelirovaniye rezhimov raboty setevoy vetroenergeticheskoy ustanovki s sinkhronnym generatorom na postoyannykh magnitakh). Elektrichestvo, 2019;(7):11–21 (in Russ.).VENSYS 82-1.5 MW, TechnicalData Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.vensys.de/fileadmin/user_upload/Windkraft anlagen/1.5_MW-Plattform/Vensys_82/DS-VENSYS82-1.5MW.pdf. – (Дата обращения: 01.08.2019.).VENSYS 82-1.5 MW, TechnicalData Eresource. Available on: https://www.vensys.de/fileadmin/user_upload/Windkraftanlagen/1.5_MW-Plattform/Vensys_82/DS-VENSYS82-1.5MW.pdf (08.01.2019).GOLDWIND 1.5 MW, TechnicalSpecifications Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.goldwindamericas.com/sites/default/files/G oldwind%20Americas_Goldwind%201.5MW%20Broch ure%20%282017%29_0.pdf. – (Дата обращения: 01.08.2019.).GOLDWIND 1.5 MW, TechnicalSpecifications E-resource. Available on: https://www.goldwindamericas.com/sites/default/files/G oldwind%20Americas_Goldwind%201.5MW%20Brochure%20%282017%29_0.pdf (08.01.2019).Public Establishment of Electricity for Generation (PEEG), Technical statistical report Электронный ресурс. – Режим доступа: http://peeg.gov.sy/. – (Дата обращения: 01.12.2018.).Public Establishment of Electricity for Generation (PEEG), Technical statistical report E-resource. Available on: http://peeg.gov.sy/ (12.01.2018).International Energy Agency (IEA), Highlights version of CO2 emissions from Fuel combustion database Электронный ресурс. – Режим доступа: http://www.iea.org. – (Дата обращения: 01.01.2014.).International Energy Agency (IEA), Highlights version of CO2 emissions from Fuel combustion database E-resource. Available on: http://www.iea.org (01.01.2014).Cali, U. Techno-economic analysis of high potential offshore wind farm locations in Turkey / U. Cali et al. // Energy Strateg. Rev. – 2018. – Vol. 22. – P. 325–336.Cali U., Erdogan N., Kucuksari S., Argin M. Techno-economic analysis of high potential offshore wind farm locations in Turkey. Energy Strateg. Rev., 2018;22:325–336.Rodrigues, S. A Multi-Objective Optimization Framework for Offshore Wind Farm Layouts and Electric Infrastructures / S. Rodrigues et al. // Energies. – 2016. – Vol. 9. – No. 3. – P. 216.Rodrigues S., Restrepo C., Katsouris G., Teixeira Pinto R., Soleimanzadeh M., Bosman P., Bauer P., A Multi-Objective Optimization Framework for Offshore Wind Farm Layouts and Electric Infrastructures. Energies, 2016;9(3):216.Serdari1, E. The feasibility study of a 12 MW grid-connected wind power farm in Albania using RETScreen / E. Serdari1 et al. // AIP Conference Proceedings. – 2019. – Vol. 2075. – No. 1. – P. 200021.Serdari1 E., Muda V., Buzra U., Bërdufi I., Halili D., Halili M., Mitrushi D., Berberi P., The feasibility study of a 12 MW grid-connected wind power farm in Albania using RETScreen. AIP Conference Proceedings, 2019;2075(1):200021.AL-Rawashdeh, H.A. Evaluation the wind turbines farm in the town of Tafila / H.A. AL-Rawashdeh,A.O. Hasan, R.A. Ahmad // International Journal of Development Research. – 2018. – Vol. 8. – No. 10. – P. 23218–23224.Al-Rawashdeh H.A., Hasan A.O., Ahmad R.A. Evaluation the wind turbines farm in the town of Tafila / Jordan. International Journal of Development Research, 2018;8(10):23218–23224.Bakić, V. Technical and economic analysis of grid-connected PV/Wind energy stations in the Republic of Serbia / V. Bakić // FME Transactions. – 2016. – Vol. 44. – P. 71–82.Bakić V., Pezo M. V., Stojković L., Technical and economic analysis of grid-connected PV/Wind energy stations in the Republic of Serbia. FME Transactions, 2016;44:71–82.Ministry of electricity of Syria Электронный ресурс. – Режим доступа: http://www.moe.gov.sy. – (Дата обращения: 01.08.2019.).Ministry of electricity of Syria. Available on: http://www.moe.gov.sy (08.01.2019).Financial markets platform, investing.com. Электронный ресурс. – Режим доступа: https://www.investing.com/commodities/carbonemissions. – (Дата обращения: 12.04.2019.).Financial markets platform, investing.com Eresource. Available on: https://www.investing.com/commodities/carbonemissions (04.12.2019).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.