Quantitative Assessment of Energy Storage Systems For Enhanced Utilization of Renewable Energy in Agricultural Setting   : Quantitative Assessment of Energy Storage Systems For Enhanced Utilization of Renewable Energy in Agricultural Setting

Ahmed Majbel

doi:10.61710/kjcs.v3i2.109

المؤلفون

Ahmed Majbel موظف في مديرية مجاري كربلاء المقدسة

الكلمات المفتاحية:

Energy storage systems، renewable energy ، quantitative evaluation، sustainability

الملخص

تقدم هذه الدراسة تقييمًا كميًا شاملًا لأنظمة تخزين الطاقة (ESS) لتعزيز دمج الطاقة المتجددة في البيئات الزراعية. ونظرًا للطبيعة المتقطعة لطاقتي الشمس والرياح، تُقدم أنظمة تخزين الطاقة (ESS) حلاً استراتيجيًا لضمان موثوقية الطاقة في العمليات الزراعية الحيوية، مثل الري والمعالجة والتخزين البارد. يستخدم البحث نماذج محاكاة ديناميكية، وبيانات ميدانية من مصر والهند والبرازيل، وتحليلًا تقنيًا واقتصاديًا لمقارنة تقنيات تخزين الطاقة بالبطاريات والطاقة الحرارية والطاقة الكهرومائية. ويتم تقييم مؤشرات الأداء الرئيسية - بما في ذلك كفاءة الطاقة، وتكلفة التخزين المستوية (LCOS)، وخفض الكربون، ورضا المستخدمين - عبر مناطق زراعية مناخية متنوعة. تكشف النتائج عن عدم وجود نظام تخزين طاقة واحد مثالي عالميًا؛ فكل تقنية لها مزاياها الخاصة بناءً على المناخ والتكلفة وقابلية التوسع. وتُسلط الدراسة الضوء على أهمية تصميم نظام مُخصص للمناخ، والدعم المُستهدف، ومبادرات بناء القدرات لدعم اعتماد حلول الطاقة المستدامة في الزراعة. وتهدف النتائج إلى توجيه صانعي السياسات والمهندسين والمزارعين نحو أنظمة طاقة زراعية مرنة ومنخفضة الانبعاثات.

التنزيلات

بيانات التنزيل غير متوفرة بعد.

المراجع

IPCC, Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. IPCC, Geneva, Switzerland, 2022.

FAO, The State of Food and Agriculture. FAO, Rome, Italy, 2021.

A. K. Sarker et al., "Optimal Sizing of Hybrid Renewable Energy Systems for Agricultural Irrigation," Appl. Energy, vol. 243, pp. 45–60, 2019, doi: 10.1016/j.apenergy.2019.03.112.

M. Tanaka et al., "Thermal Energy Storage for Greenhouse Applications," Energy Convers. Manag., vol. 198, 2019, Art. 111832.

M. El-Saadawi, "Solar Irrigation in Arid Regions: Lessons from Egypt," Renew. Energy, 2022.

European Commission, Wind Energy in EU Agriculture. European Commission, Brussels, Belgium, 2023.

REN21, Renewables Global Status Report. REN21, Paris, France, 2022.

A. Gupta et al., "Thermal Energy Storage Efficiency in Humid Climates," J. Therm. Storage, vol. 12, pp. 45–60, 2023.

C. Smith et al., "Flywheel Energy Storage: Costs and Efficiency Analysis," IEEE Trans. Sustain. Energy, vol. 13, no. 2, pp. 1020–1030, 2022.

A. K. Sarker et al., "Hybrid Solar-Battery Systems for Coffee Farms in Brazil," Energy Sustain. Dev., vol. 75, pp. 1–12, 2023.

L. Smith et al., "Environmental Impact of Lithium-Ion Battery Production," Environ. Sci. Technol., vol. 57, no. 8, pp. 3205–3215, 2023.

S. Ahmed et al., "Energy Storage System Performance in Extreme Climates," Energy Rep., vol. 9, pp. 200–215, 2023.

M. Johnson et al., "Socio-Economic Barriers to ESS Adoption in Smallholder Farms," Energy Policy, vol. 172, 2023, Art. no. 113345. J. Clean. Prod., vol. 415, 2023

K. Mwangi et al., "AI-Driven Optimization of Energy Storage in Kenyan Agriculture," IEEE Access, vol. 11, pp. 45678–45690, 2023

SmartFarm, IoT Solutions for Precision Agriculture. SmartFarm, 2023.

MNRE, KUSUM Scheme Guidelines. Government of India, New Delhi, India, 2023.

I. Dincer, Refrigeration Systems and Applications. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2017.

O. Schmidt, "LCOS for Energy Storage," Nat. Energy, vol. 4, pp. 621–632, 2019.

IEEE, Standard for Energy Efficiency Metrics. IEEE, Piscataway, NJ, USA, 2018.

DOE, Resilience Metrics for Microgrids. U.S. Department of Energy, Washington, DC, USA, 2022.

R. J. Hyndman and G. Athanasopoulos, Forecasting: Principles and Practice. Melbourne, Australia: OTexts, 2006.

A. Saltelli et al., Global Sensitivity Analysis. Hoboken, NJ, USA: Wiley, 2008.

B. Zakeri and S. Syri, "Comparative Life Cycle Cost Analysis," J. Energy Storage, vol. 10, pp. 1–15, 2015.

R. Kumar et al., "Humidity Impact on Battery Efficiency," Energy Policy, vol. 175, p. 113467, 2023.

J. D. Hunt et al., "Hydropower in Mountain Farming," Appl. Energy, vol. 283, p. 116345, 2021.

H. Lund et al., "The Role of Energy Storage in Renewable Energy Systems," Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 44, pp. 609–623, 2015.

M. Dubarry, "Battery Degradation Modeling for Off-Grid Renewable Systems," IEEE Trans. Sustain. Energy, vol. 8, no. 2, pp. 654–662, 2017.

IEA, Renewables 2021: Analysis and Forecast to 2026. IEA, Paris, France, 2021.

UNEP, Carbon Credit Mechanisms for Agriculture. UNEP, Nairobi, Kenya, 2021.

World Bank, Financing Renewable Energy in Developing Countries. World Bank, Washington, DC, USA, 2023.

J. van der Velden et al., "Thermal Storage Efficiency in Extreme Climates," Energy Rep., vol. 9, pp. 200–215, 2023.

J. D. Hunt et al., "Energy Storage for Energy Security in Agricultural Systems," Energy Procedia, vol. 158, pp. 3098–3103, 2020.

A. K. Sarker et al., "Optimal Sizing of Hybrid Renewable Energy Systems for Agricultural Irrigation," Appl. Energy, vol. 243, pp. 340–354, 2019.

R. Kumar et al., "Solar Pump Adoption in India: A Case Study of PM-KUSUM," Energy Policy, vol. 175, p. 113467, 2023.

التقييم الكمي لأنظمة تخزين الطاقة لتعزيز استخدام الطاقة المتجددة في البيئة الزراعية