FEASIBILITY OF ROOF TOP SOLAR PHOTOVOLTAIC (PV) SYSTEM FOR KFUPM BUILDINGS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Thesis_Haitham_Sawalha.pdf Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

إن المباني ومن خلال استهلاكها للطاقة والمواد تلعب دورا مهما من خلال مساهمتها في سيناريوهات الطاقة والبيئة العالمية والتي تواجه تحديات كبيرة هذه الأيام. المملكة العربية السعودية لديها واحد من أعلى معدلات الطاقة للفرد والانبعاثات البيئية. حيث إن قطاع الأبنية لوحده في السعودية يساهم في 08 % من اجمالي استهلاك الكهرباء على الصعيد الوطني. ولمعالجة مشاكل الطاقة والمشاكل البيئية التي تواجه البلاد، فإنه من المهم تعزيز مفهوم الاستدامة في قطاع البناء. إن مصادر الطاقة المتجددة يمكن أن تشكل حلا فعّالا لتوفير الطاقة الصديقة للبيئة للمباني. تمتلك المملكة العربية السعودية إمكانيات غنية من الطاقة الشمسية. إن الخلايا الكهروضوئية هي التكنولوجيا الملائمة للاستفادة من هذه الإمكانيات الهائلة في المملكة. وتركّز هذه الدراسة على تقييم إمكانيات الطاقة الشمسية للخلايا الكهروضوئية في جامعة الملك فهد للبترول والمعادن والتي تعتبر واحدة من أكبر الجامعات في السعودية. لقد تم في هذه الدراسة للكشف عن إمكانيات الطاقة الشمسية RETScreen و PVsyst استخدام كل من برنامجي للخلايا الكهروضوئية على أسطح المباني في الحرم الجامعي بأكمله، وتقدّر مساحة أسطح المباني الاجمالية ب 181,505 متر مربع. كما تم دراسة احتمالين لتركيب الخلايا الكهروضوئية: إما مائلة بزاوية معينة او افقية على الاسطح لإيجاد الخيار الأمثل لإنتاج الطاقة الكهربائية. كشفت نتيجة العمل أن تطبيق أنظمة الخلايا الكهروضوئية على أسطح مباني جامعة الملك فهد يمكن ان تنتج 73,350 ميغاواط ساعة لكل سنة او 50,853 ميغاواط ساعة لكل سنة لأنظمة الخلايا المائلة والافقية على التوالي. هذه الكمية من الطاقة المتولدة تغطي 50.5 % و 08 % من اجمالي استهلاك الجامعة السنوي من الكهرباء على التوالي. كما تناولت أيضا هذه الدراسة الجدوى الاقتصادية للنظامين الآنف ذكرهما وباستخدام العديد من المعايير الاقتصادية، مثل استخدام نسبة الفائدة الى التكلفة، فترة السدادالبسيطة، وفترات السداد التي تأخذ القيمة الزمنية للعملة. وأخيرا، تم عمل دراسة جدوى بيئية لحساب كميات 70 طن ,, "غازات الدفيئة" التي يمكن حماية البيئة منها. حيث ان الخلايا الكهروضوئية المائلة تحمي البيئة من 10 ثاني أكسيد الكربون سنويا، والخلايا الافقية من ,, 58,5 طن ثاني أكسيد الكربون لكل سنة.

English Abstract

Buildings through their energy and materials consumption have an important contribution in the global energy and environmental scenario that faces serious challenges. Saudi Arabia has one of the highest per capita energy and environmental emissions. The buildings sector accounts for almost 80% of the total national electricity consumption. To address the energy and environmental problems facing the country, it is important to promote sustainability in the building sector. Renewable energy can be an effective solution to provide environmentally friendly energy to buildings. The kingdom of Saudi Arabia has rich potential for solar energy. Solar photovoltaic (PV) can be an appropriate technology to harness the immense solar potential. This study focuses on the assessment of solar PV potential in the King Fahd University of Petroleum and Minerals (KFUPM), one of the largest universities in the kingdom. It employs PVsyst and RETScreen programs to investigate the potential for solar PV on the rooftops of the entire campus buildings, offering 505,164 m2 of total rooftop areas. Optimization for PV installation is done for the power generation between tilted and horizontal PV systems. The findings of the work reveal that application of PV systems on the KFUPM building rooftops can produce 37,746 MWh/year and 46,047 MWh/year for tilted and horizontally installed PV systems respectively. This amount of generated energy respectively covers 16.4% and 20% of KFUPM’s total electricity consumption. The study also investigated the economic feasibility of the two installation options using various economic parameters such as benefit to cost ratio (BCR), simple payback period (SPP), and equity periods. Finally, an estimation of the greenhouse gases (GHG) emissions as an environmental feasibility analysis was carried out. It was calculated that the utilization of tilted PV systems save the environment from 32,952 tons CO2/year, and the horizontal PV systems save it from 40,199 tons CO2/year.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Architectural Construction Electrical
Department:	College of Design and Built Environment > Architectural Engineering and Construction Management
Committee Advisor:	Asif, Mohammad
Committee Members:	Hassanain, Mohammad and Nahiduzzaman, Khondokar
Depositing User:	HAITHAM FERAS SAWALHA (g201207280)
Date Deposited:	25 Jun 2015 11:12
Last Modified:	16 Apr 2024 11:08
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139688