Leveraging Hydrogen for Covering Energy Shortage in an Electricity Subgrid

Abduallah Abduallah; Yasser Nassar; Massoud Fakher; Elsadic Salim; Ibrahim  Latiwash; Suliman Ahmad; Mukhtar  Irhoma; Muetaz Mohammed; Hala El-Khozondar; Ibrahim  Imbayah; Monaem Elmnifi

doi:10.63318/waujpasv4i1_26

المؤلفون

عبدالله عبدالله المعهد العالي للعلوم والتقنية، تامزاوة، براك - ليبيا https://orcid.org/0009-0004-6894-9287
ياسر نصار قسم الهندسة الميكانيكية والطاقات المتجددة، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ، براك، ليبيا https://orcid.org/0000-0002-9675-8304
مسعود فاخر قسم الهندسة الميكانيكية والطاقات المتجددة، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ، براك، ليبيا https://orcid.org/0009-0007-5841-5013
الصادق سالم قسم الهندسة الميكانيكية والطاقات المتجددة، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ، براك، ليبيا https://orcid.org/0009-0001-8428-1932
ابراهيم لطيوش قسم الهندسة الميكانيكية والطاقات المتجددة، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ، براك، ليبيا https://orcid.org/0009-0009-1804-1023
سليمان أحمد قسم الهندسة الميكانيكية والطاقات المتجددة، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ، براك، ليبيا https://orcid.org/0009-0009-3885-3432
مختار ارحومة قسم الهندسة الميكانيكية والطاقات المتجددة، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ، براك، ليبيا https://orcid.org/0009-0006-7190-2396
معتز محمد قسم الهندسة الميكانيكية، جامعة الملك فهد للبترول والمعادن، الظهران، المملكة العربية السعودية https://orcid.org/0009-0007-9654-8589
هالة الخزندار قسم المواد ومركز لندن لتقنية النانو، كلية إمبريال، لندن SW7 2AZ، المملكة المتحدة https://orcid.org/0000-0003-4384-1208
ابراهيم امبية قسم هندسة الطاقة، كلية الطاقة المتجددة، تاجوراء، ليبيا https://orcid.org/0000-0003-2643-3720
منعم المنفي قسم تكنولوجيا الهندسة الميكانيكية، جامعة بيلغورود التقنية الحكومية، بيلغورود، روسيا https://orcid.org/0000-0003-4074-1877

DOI:

https://doi.org/10.63318/waujpasv4i1_26

الكلمات المفتاحية:

الكهرباء، الهيدروجين، خلايا الوقود، المحلل الكهربائي، ليبيا

الملخص

تستكشف هذه الدراسة حلاً مستداماً لمعالجة عدم التطابق الومني بين العرض والطلب على الكهرباء في منطقة براك الشاطئ من خلال استغلال فائض الكهرباء خلال ساعات انخفاض الطلب لإنتاج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي، ثم استخدام خلايا الوقود لتوليد الكهرباء خلال فترات الذروة. تقيم الدراسة جدوى استخدام نظام يعتمد على الهيدروجين لتحقيق استقرار الشبكة الفرعية دون الحاجة إلى وحدات توليد كهرباء إضافية. ووفقاً للنتائج، يمكن للمحلل الكهربائي إنتاج ما يصل إلى 271.8 متر مكعب من الهيدروجين في الساعة، ويتطلب ذلك حوالي 9.1 ميغاواط من الكهرباء، وهو ما يكفي لتغطية العجز في الطاقة البالغ 6.1 ميغاواط في الشبكة. وبسعة تخزين للهيدروجين تبلغ 421,255 متر مكعب، يمكن لهذا النظام تخزين الهيدروجين لاستخدامه لاحقاً في خلايا الوقود لتغطية العجز البالغ 1689 ميغاواط في الشبكة الفرعية خلال أوقات الذروة. وتشير النتائج إلى أنه من خلال تحسين إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي واستخدام خلايا الوقود لتوليد الكهرباء، يمكن للنظام المقترح توفير 8,424 ميغاواط من الطاقة، مما يغطي فعلياً عجز الشبكة. ولا يقتصر هذا الأسلوب على سد الفجوة بين العرض والطلب فحسب، بل يثبت أيضاً أنه حل فعال من حيث التكلفة والكفاءة لتحقيق استقرار الشبكة دون الحاجة إلى محطات توليد كهرباء إضافية.