۳۲
حدود ۳۰۰۰ دلار
۸۰
۱۹۵۸–۱۹۶۰
۱۰۰
۹۷
۱۹۹۶-۲۰۰۳
۲۰۰۰
۱۲۹
۴۰۰۰ دلار
۲۴۰ km
۱۹۹۸-۲۰۰۲
۱۵۰۰
۲۰۰۰۰ دلار
کاربردهای سیستم یکپارچه انرژی
مثال‌های مختلفی از استفاده از هاب انرژی وجود دارد:
نیروگاهها (تولید همزمان حرارت و الکتریسیته)
کارخانه‌های صنعتی (آلومینیوم‌سازی، کارخانه‌های کاغذسازی ، ذوب فولاد و …)
ساختمان‌های بزرگ (فرودگاه‌ها، بیمارستان‌ها، پاساژهای خرید)
مناطق جغرافیایی محدود (روستاها، مناطق شهری).
هاب انرژی تنها به اندازه‌های کوچک محدود نمی‌شود بلکه با تجمیع تعداد زیادی از این هاب ها می‌توان به مجموعه‌ای از هاب ها دست پیدا کرد که قابلیت پاسخگویی بار مناطق وسیعی را خواهد داشت. [۶]. امکان تبدیل و ذخیره حاملهای مختلف انرژی در هاب، دست ما را باز خواهد گذاشت تا در زمان‌های مختلف از قابلیت‌های گوناگون این حامل‌ها استفاده بهینه‌تری را داشته باشیم. به‌عنوان‌مثال استفاده از منابع تجدید پذیر مانند باد و خورشید به ما این امکان را می‌دهد تا در فصولی از سال که تابش نور خورشید و یا وزش باد بیشتر است از منابع فسیلی استفاده کمتری داشته باشیم. و یا در ساعاتی از شبانه‌روز که نمودار پیک‌بار به بیشترین حد خود می‌رسد، جهت کم کردن فشار از شبکه ملی، با بهره گرفتن از ذخیره‌سازها و یا همچنین مبدل‌ها ، پیک را تا حد زیادی به سمت پایین سوق داد. همچنین در زمان‌هایی که قیمت یکی از حامل‌ها در بازار انرژی رو به افزایش است می‌توان با بهره گرفتن از دیگر حاملهای در دسترس از زیان‌های ناخواسته و پیشی بینی نشده به‌صورت چشمگیری کم کرد. علاوه بر این موارد، استفاده از حاملهای مختلف انرژی قابلیت اطمینان سیستم را نیز افزایش خواهد داد. در صورت قطع ناخواسته یکی از حامل‌ها، هاب انرژی به‌صورت خودکار کمبود توان موردنظر طرف تقاضا را با بهره گرفتن از دیگر حاملهای دیگر جبران خواهد نمود.همچنین هاب انرژی به دوستداران محیط‌زیست نیز این فرصت را خواهد داد تا از حامل‌هایی جهت تأمین بار خود استفاده کنند که کمترین اثرات زیست‌محیطی را داشته باشد.هاب انرژی هم برای تولیدکنندگان و هم برای مصرف‌کنندگان این امکان را فراهم می‌آورد تا به بیشترین سود ممکن دست یابند. در سمت تولیدکننده، هاب انرژی با ترکیب انواع مختلف حاملهای انرژی و تأمین بار سعی در کمینه نمودن هزینه نهایی تولید توان را خواهد داشت که این امر خود به نفع مصرف‌کنندگان نیز خواهد بود.
فصل سوم
مروری بر کارهای انجام شده قبلی
مقدمه
در سال‌های اخیر مطالعات وسیعی در زمینه هاب انرژی صورت پذیرفته است. که در این میان به بسیاری از پرسش‌های موجود پاسخ داده شده است. با ترکیب ورودی‌ها و خروجی‌های مختلف به جواب‌های بهینه بسیاری در این زمینه می‌توان رسید. به‌عنوان‌مثال استفاده وسیع از منابع تجدید پذیر در سمت ورودی و نیز ذخیره‌سازها در هر دو سمت ورودی و خروجی و نیز استفاده از ماشین‌های برقی در سمت خروجی مار را با این پرسش‌ها موجه خواهد کرد که استفاده از این تجهیزات، نمودار توان ورودی را به چه سمتی خواهد کشاند و یا در هزینه‌های نهایی تولید چه اثراتی دارد. چه میزان از تولید گازهای گلخانه‌ای کم خواهد شد. وضعیت قابلیت اطمینان شبکه به چه سمتی خواهد رفت. این‌ها و بسیاری دیگر از سؤالات در هرکدام از این مطالعات انجام‌گرفته پاسخ‌های گوناگونی را به ما داده‌اند.
در [۵] روش کلی بهینه‌سازی جریان توان شامل حاملهای انرژی‌ای چندتایی، مانند الکتریسیته، گاز طبیعی و حرارت محلی بررسی شده است. این مدل بر اساس شیوه‌ای مفهومی بنا نهاده شده است که شامل منابع توزیع نیز می‌باشد. کوپلینگ بین حاملهای مختلف انرژی در نظر گرفته شده است. پاسخگویی بهینه، تبدیل و انتقال حاملهای انرژی در داخل یک سیستم به‌عنوان مسئله بهینه‌سازی جریان توان فرمول‌بندی شده است. و در پایان یک مثال عددی نشان می‌دهد که چگونه این روش می‌تواند جهت حل مسائل استفاده شود.
این مقاله هاب انرژی را در دو مقوله بررسی کرده است:
شارش توان هاب
شارش توان شبکه
شارش توان هاب:
شکل۳‑۱-هاب انرژی موردمطالعه، شامل سه قسمت شبکه، هاب و بار
بر اساس شکل بالا روابط و معادلات زیر قابل‌بررسی می‌باشد:
