%36تخفیف

دانلود پروژه: طراحی، تحلیل، شبیه­سازی و بهینه­سازی مبدل­های فتوولتائیک برای استفاده در شبکه های توزیع 

تعداد 97صفحه در فایل word

کارشناسی­ارشد در رشته

 مهندسی نانوفناوری- نانوالکترونیک

طراحی، تحلیل، شبیه­سازی و بهینه­سازی مبدل­های فتوولتائیک برای استفاده در شبکه های توزیع

کلید واژه­ها: فتوولتاﺋیک، نقطه ماکزیمم توان، کانورتر، اینورتر، مدولاسیون پهنای پالس، الکترونیک قدرت، آرایه خورشیدی.

چکیده: در این پایان­نامه که هدف اصلی، طراحی، تحلیل، شبیه­سازی و بهینه­سازی سیستم­های فتوولتائیک در دما و تابش­های مختلف برای بارهای مختلف می­باشد، مدل الکتریکی سلول خورشیدی معرفی شده و تاثیر دما و تابش روی پارامترهای آن بیان می­گردد. با توجه به اینکه منحنی مشخصه (i-v) سلول خورشیدی به صورت غیرخطی می­باشد، حل معادلات غیرخطی زمان­بر و پیچیده بوده؛ هر چند روش­های عددی مانند روش تفاضلات متناهی، روش اجزا متناهی و روش­های تبدیل انتگرال (مانند لاپلاس و فوریه) توانسته­اند در معادلات تابعی خطی به کار گرفته شوند، ولی در معادلات غیرخطی مشکلات عدیده­ای در اجرای این روش­ها وجود دارد. در روش پیشنهادی رفتار دمای محیط بررسی شده و به صورت تجربی بدست می­آید. و میزان تابش خورشید در طول روز به صورت تقریبی محاسبه می­شود. و نهایتاً دما و تابش بدست آمده همراه با ولتاژ و جریان بار، جهت جذب ماکزیمم توان از آرایه خورشیدی، در برنامه نوشته شده در نرم افزار مطلب وارد شده و آرایه خورشیدی بهینه شده بدست می­آید. از مزایای این روش می­توان به تحقق منبع تغذیه متغییر (ولتاژ و جریان متغییر) برای بارهای مختلف که می­تواند مانند ژنراتور مختلط  DC کار کند، کاهش تلفات آرایه خورشیدی با کاهش تعداد سلول­های اضافی در مدار برای بارهای کوچک، رفع نوسانات ردیابی بیشترین توان (MPPT) در حول نقطه ماکزیمم توان (لازم بذکر است که نوسانات منجر به افزایش تلفات و جهت­گیری اشتباه به هنگام تغییر ناگهانی دما و یا تابش خورشید می­شود) و نهایتاً بدست آوردن منحنی مشخصه (i-v) دلخواه از آرایه خورشیدی تحت شرایط مختلف دما و تابش که تا بحال در دیگر مقالات گذشته این کار صورت نگرفته بود. بلکه فقط نقطه کار را روی منحنی مشخصه تغییر داده بودند.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                     صفحه

فصل اول: مفاهیم پایه و بررسی منابع                                                                                                

 1-1- مقدمه. 1

1-2-  ضرورت بهینه سازی انرژی.. 3

1-3- مفهوم فتوولتائیک… 5

1-4-  مقدار ولتاژ تولیدی تک سلول خورشیدی.. 7

1-5- پارامترهای بهینه­سازی سلول های خورشیدی.. 8

1-6- ترتیب زمانی پیدایش سلول­های خورشیدی بهینه شده. 11

1-7- پارامترهای خروجی سلول خورشیدی.. 16

1-8- تفاوت عملکرد سلول خورشیدی با دیود………………………………………………………………………………………………19

1-9- نحوه آرایش سلول­های خورشیدی با یکدیگر. 21

1-10- عوامل موثر در طراحی بهینه آرایه خورشیدی.. 22

1-11- روش­های جذب حداکثر توان از سلول­های خورشیدی.. 28

1-12-  مروری بر چند روش MPPT.. 31

1-13- نحوه اتصال سیستم­های فتوولتاﺋیک به بار در منابع. 40

1-14- مزایا و معایب سیستم­های فتوولتائیک از دید منابع به صورت کلی.. 43

1-15- کاربرد عمده سیستم فتوولتائیک… 44

فصل دوم: مواد و روش­ها

2-1- مقدمه. 48

2-2- اتصال سری سلول­های خورشیدی.. 49

2-3- اتصال موازی سلول­های خورشیدی.. 50

2-4- کنترل مشخصه­ی ولتاژ- جریان سلول خورشیدی.. 51

2-5- کنترل زاویه تابش خورشید. 51

2-6- استفاده از مدولاسیون سینوسی تصحیح شده عرض پالس (MSPWM) در بارهای جریان متناوب… 52

2-7- حل معادلات غیرخطی.. 56

2-8- معادلات تقریبی برای شار خورشیدی کل.. 58

2-9- اندازه­گیری آفتاب­گیری در سطح زمین.. 59

2-10- مدل سلول خورشیدی در این پایان نامه. 64

2-11- روش پیشنهادی برای جذب حداکثر توان از سلول های خورشیدی در این پایان نامه. 67

2-12-  طراحی شبیه ساز آرایه خورشیدی هوشمند بهینه شده. 68

2-13-  مزایای روش ارائه شده در این پایان­نامه. 72

فصل سوم: جمع بندی و نتیجه گیری

3-1- جمع­بندی.. 77

3-2- نتایج.. 80

منابع. 83

فهرست اشکال

عنوان اشکال………………………………………………………………………………………………………………………………………..صفحه

شکل (1-1): نوار انرژی و حامل‌های اکثریت نیمه‌رساناهای نوع n وp. 6

شکل (1-2): الف) ساختار شماتیکی پیوند n-p  ب) نمودار نوار انرژی پیوند در تعادل گرمایی.. 7

شکل (1-3): مقایسه ضخامت سیلیکون مورد نیاز در لایه نازکها و سلولهای کریستال. 13

شکل (1-4): روند ساخت سلولهای خورشیدی پلیمری به صورت یک فرایند ساخت پیوسته. 14

شکل (1-5): سلول خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی.. 15

شکل (1-6): بهبود بازده فتوولتائیک در سلولهای خورشیدی نقطه کوانتومی.. 15

شکل (1-7): مشخصه i-v و p-v فتوولتاﺋیک برای سلول خورشیدی.. 17

شکل (1-8): پارامتر پرکنندگی مشخصه ماژول فتوولتاﺋیک… 18

شکل (1-9): ساختار سلول خورشیدی.. 19

شکل (1-10): تولید ولتاژ در پیوند p-n.. 20

شکل (1-11): ماژول خورشیدی.. 21

شکل (1-12): دو ماژول فتوولتاﺋیک 72 سلول از نوع مونو کریستال. 21

شکل(1-13): الف) سلول خورشیدی ب) ماژول خورشیدی ج) آرایه خورشیدی. 22

شکل (1-14): مشخصه i-v وp-v ماژول فتوولتاﺋیک در مقادیر مختلف تابش خورشید. 23

شکل (1-15): الف) زاویه تابش ب) منحنی کسینوس برای سلول فتوولتاﺋیک در زوایای خورشید 0 تا 90 درجه. 24

شکل (1-16): کاهش توان آرایه با اثر سایه. 25

شکل (1-17): دیود فیدبک در زنجیره فتوولتاﺋیک. 25

شکل (1-18): اثر دما بر روی مشخصه i-v سلول خورشیدی. 26

شکل (1-19): اثر دما بر مشخصه p-v سلول خورشیدی. 26

شکل (1-20): عملکرد پایدار و تطبیق بار الکتریکی با بار مقاومتی و بار توان ثابت. 28

شکل (1-21): برابری امپدانس ac و dc در نقطه ماکزیمم توان. 30

شکل (1-22): تاثیر تغییرات ولتاژ بر مقدار توان خروجی سلول خورشیدی. 31

شکل (1-23): الف) شمای کلی ب) نمودار مدار اینورتر سه فاز. 35

شکل (1-24): خروجی اینورتر سه فاز. 36

شکل (1-25): سیستم فتوولتاﺋیک متصل به شبکه غیر متمرکز. 41

شکل(1-26): سیستم فتوولتاﺋیک متصل به شبکه متمرکز. 42

شکل(1-27): سیستم ترکیبی باد و فتوولتاﺋیک. 43

شکل(2-1): نقطه ماکزیمم منحنی های توان. 48

شکل (2-2): اتصال سری سلول خورشیدی. 49

شکل (2-3): ساختار 36 سلول سری شده با یکدیگر. 50

شکل (2-4): مشخصه i-v اتصال موازی سلولها. 50

شکل (2-5): تاثیر زاویه تابش. 52

شکل (2-6): مدولاسیون سینوسی تصحیح شده عرض پالس. 53

شکل (2-7): افزایش تعداد پالسها و تنظیم پهنای آنها. 54

شکل (2-8): افزایش شکافها در مدولاسیون MSPWM. 55

شکل (2-9): روش تکرار نیوتن. 58

شکل (2-10):  دمای محیط برای سه ماه مختلف. 61

شکل (2-11): مدل سازی دمای محیط از روی بیشینه و کمینه دما. 61

شکل (2-12): مدل سازی رفتار شدت تابش خورشید در طول روز. 62

شکل (2-13): رفتار شدت تابش خورشید در طول روز. 62

شکل (2-14): مدل سلول خورشیدی ایدهآل. 64

شکل (2-15): مدل سلول خورشیدی. 65

شکل (2-16): مدل ساده الکترونیکی سلول خورشیدی. 67

شکل (2-17): ترکیب آرایه خورشیدی. 68

شکل(2-18): منحنی مشخصه جریان- ولتاژ آرایه خورشیدی. 69

شکل (2-19): منحنی مشخصه i-v آرایه خورشیدی. 69

شکل (2-20): نقاط انتخابی از آرایه خورشیدی. 70

شکل (2-21): منحنی مشخصهi-v  بهینه شده. 70

شکل (2-22): مشخصه ژنراتور کمپوند. 71

شکل (2-23): زمان کار سیستم پمپاژ. 72

شکل (2-24): با تغییر ولتاژ، جهت رسیدن به نقطه ماکزیمم توان. 73

شکل (2-25): انواع منحنی مشخصه i-v. 74

شکل (2-26): نحوه سوئیچینگ سلولهای خورشیدی. 74

شکل ( 2-27): نحوه اتصال آرایه خورشیدی به موتور پمپاژ. 75

شکل (3-1): سیستم پمپاژ آب از چاه…………………………………………………………………………………………………………. 79

شکل (3-2): منحنی مشخصه های آرایه خورشیدی برای تابش 900 و دمای 30 درجه سانتیگراد. 80

شکل (3-3): منحنی مشخصه های آرایه خورشیدی برای تابش 600 و دمای 25 درجه سانتیگراد. 80

شکل (3-4): منحنی مشخصه های آرایه خورشیدی برای تابش 300 و دمای 20 درجه سانتیگراد. 81

                                                                

فهرست جداول

 

عنوان جدول……………………………………………………………………………………………صفحه

 

جدول (3-1) نتایج تعداد سلول­های سری و ماژول­های موازی…………………………………………………………82

 

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo