The Potential of a Solar & Wind Hybrid System in Sri Lanka

• Main Authors: Juserius, Emma, Ström, Filippa
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Energiteknik 2021
• Subjects: Energy Engineering; Energiteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-298975

As many other countries, Sri Lanka strives to become 100% renewable by 2050 through reducing their dependence on fossil fuels and implementing more renewable sources such as solar and wind power. A solution to the problem is therefore to install solar and wind hybrid systems. The country's geographic location near the equator makes the solar radiation high and can therefore be used to achieve the energy goal by 2050, both in an economical and environmental way. This study is therefore investigating Sri Lanka's potential to implement a solar and wind hybrid system. The aim of this study is to examine whether it is economically and environmentally profitable to construct a solar and wind power hybrid system in a household in Sri Lanka. The goal is to find the most economical optimal dimension of a solar and wind hybrid system that is also environmentally sustainable. By compiling a literature study about the solar and wind hybrid system, an optimization could be made in the optimization programme HOMER. Data was collected for solar and wind power costs and Sri Lanka’s daily consumption of energy. Then HOMER produced the most optimal dimension of a solar and wind hybrid system. The economical methods that were used were the net present value, the payback method and the internal rate of return, which all were solved in HOMER to reach the optimal dimension. The result showed an optimal dimension consisting of 5 kW PV and 1 kW wind power, which resulted in a profitable investment with a payback of 4 years and 10 months, and a NPV of 27,000 USD and also an internal rate of 20.6%. In addition, the renewable fraction was 48.5% for a household. Beyond the economical results a sensitivity analysis was made, which did not change the result for the optimal dimension. The conclusion can be drawn that the optimal dimension of the hybrid system is economically profitable and will befriend Sri Lanka’s goal of 100% renewable energy by 2050. However, even if the result showed a profitable investment, the investment costs are high, which means that only a few would afford the investment of a solar and wind hybrid system.  === Precis som många andra länder strävar Sri Lanka efter att enbart förlita sig på förnybar energi till år 2050 genom att ersätta den fossila produktionen med förnybara källor som sol- och vindkraft. En lösning på problemet är därför att installera hybridsystem bestående av sol- och vindkraft. Landets geografiska placering nära ekvatorn gör att solinstrålningen är hög, vilket medför att solceller skulle kunna vara en viktig komponent om Sri Lanka ska uppnå energimålen till 2050 på både ett ekonomiskt och miljövänligt sätt. Denna studie undersöker därför Sri Lankas potential att implementera ett hybridsystem bestående av sol- och vindkraft. Syftet med studien är att undersöka om det är ekonomiskt och miljömässigt lönsamt att konstruera ett sol- och vind- hybridsystem i ett hushåll i Sri Lanka. Målet är att hitta den optimala dimensioneringen för hybridsystemet som gynnas mest ekonomiskt och är miljömässigt hållbar. Genom att sammanställa en litteraturstudie om hybridsystem bestående av sol- och vindkraft kunde en optimering genomföras i syfte att erhålla det bäst dimensionerade hybridsystemet i optimeringsprogrammet HOMER. Data samlades in om kostnader för sol- och vindkraft samt om Sri Lankas dagliga konsumtion av energi i ett genomsnittligt hushåll som HOMER använde för att framställa den optimala dimensioneringen av ett sol- och vind- hybridsystem. De ekonomiska metoderna som användes för att beräkna den ekonomiska lönsamheten var nuvärdesmetoden, återbetalningsmetoden och internräntemetoden, vilka beräknades i HOMER för att komma fram till den optimala dimensioneringen. Resultatet visade att den optimala dimensioneringen utgörs av 5 kW solceller och 1 kW vindkraftverk som utgör en positiv lönsam investering med en återbetalning på 4 år och 10 månader samt ett nuvärde på 27 000 USD och en internränta på 20,6 %. Resultatet visade också en förnybar användning på 48,5 % för ett hushåll. Utöver de ekonomiska modellerna gjordes också en känslighetsanalys som indikerade på att förändring av de undersökta parametrarna inte hade tillräckligt stor inverkan på resultatet för att förändra den optimala dimensioneringen. Slutsatsen kan dras att den optimala dimensioneringen är ekonomiskt lönsam och kommer att gynna Sri Lanka mot målet att ha 100 % förnybar energi till 2050. Men även om resultatet visar på lönsam investering är investeringskostnaderna höga, vilket medför att endast ett fåtal skulle kunna ha råd att investera i hybridsystem bestående av sol- och vindkraft.