Hybrid biomass, solar, and wind electricity generation for rural electrification of Morocco - Mahdavi, Meisam [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
A alta dependência do setor de energia de Marrocos em combustíveis fósseis importados e subsequentes contas caras de importação associadas, bem como acordos globais com redução de emissão de gases de efeito estufa, motivou o Marrocos a utilizar fontes de energia renováveis, como hidrelétrica, eólica e solar para geração de energia. No entanto, nos últimos anos, o uso de energia eólica e solar no Marrocos acelerou mais do que o uso de energia hidrelétrica devido à redução dos níveis de água como resultado da queda das chuvas, aquecimento global e secas naturais. Marrocos tem um grande potencial para geração de eletricidade a partir de energia solar e eólica devido a muitos dias ensolarados, vastas áreas desérticas, longas costas e ventos apropriados. No entanto, as acomodações de unidades de geração eólica e solar em sistemas de energia elétrica são difíceis devido às variações da velocidade do vento, incerteza da irradiação solar e sistemas de armazenamento de energia caros. Em relação às enormes quantidades de resíduos biológicos em Marrocos, a geração de energia a partir da biomassa pode resolver este problema e compensar a diminuição da geração de energia eólica e solar durante momentos nublados, chuvosos e/ou sem vento. Portanto, no presente tese, é avaliada a capacidade de geração de energia elétrica híbrida, usando biomassa, eólica e solar em uma vila marroquina de Tazouta e na área rural da cidade de Fez. O modelo de programação linear inteira mista proposto foi implementado em AMPL (A Mathematical Programming Language) usando um solucionador linear do CPLEX. As usinas de biomassa, solar e eólica são unidades de biogás alimentadas por esterco bovino, módulos fotovoltaicos (PV) de 1 kW e turbinas eólicas de 5,1 kW, respectivamente. A avaliação dos resultados indica que a utilização híbrida de recursos de energia eólica, fotovoltaica e de biomassa é uma forma mais apropriada para geração de eletricidade nas áreas rurais de Tazuta e Fez em comparação com a operação individual de turbinas eólicas e outras combinações de fontes de energia renováveis mencionadas.

High dependence of Morocco's energy sector on imported fossil fuels and subsequent associated expensive import bills, as well as global agreements with greenhouse gas emission reduction, has motivated Morocco to utilize renewable energy sources such as hydro, wind, and solar for energy generation. However, in recent years, the use of wind and solar energies in Morocco has accelerated more than hydropower usage because of the reduction in water levels as result of rainfall drop, global warming, and natural droughts. Morocco has a great potential for electricity generation from solar and wind energies because of many sunny days, vast desert areas, long coastlines, and appropriate wind blow. However, accommodations of wind and solar generating units in electric power systems are difficult because of wind speed variations, solar irradiation uncertainty, and costly energy storage systems. Regarding the huge amounts of biowaste in Morocco, power generation from biomass can resolve this problem and compensate for the decrease in wind and solar energy generation during cloudy, rainy, and/or non-windy moments. Therefore, in the present thesis, the capability of hybrid electric energy generation, using biomass, wind, and solar in a Moroccan village of Tazouta and the rural area of Fez city is evaluated. The proposed mixed-integer linear programming model was implemented in AMPL (A Mathematical Programming Language) using a linear solver of CPLEX. The biomass, solar, and wind power plants are biogas units fed by cow manure, 1 kW photovoltaic (PV) modules, and 5.1 kW wind turbines, respectively. The evaluation of the results indicates that hybrid utilization of wind, PV, and biomass energy resources is a more appropriate way for electricity generation in Tazouta and Fez rural areas compared to the individual operation of wind turbines and other combinations of mentioned renewable energy sources.
Geração de eletricidade híbrida de biomassa, solar e eólica para eletrificação rural de Marrocos
Keywords: Eletricidade de biomassa; Região de Fez-Meknes; Marrocos; Energia solar; Energia eólica; Biomass electricity; Fez-Meknes region; Morocco; Solar energy; Wind energy