یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
13,700 تومانشناسه فایل: 7678
چکیده
در مقاله حاضر، یک سیستم هیبرید سلول فتوولتائیک و سلول پیل سوختی PV/FC جهت تامین انرژی الکتریکی منطقه کوچک مجزا، شبیه سازی و ارائه می شود. طرح انرژی سبز تجدیدپذیر هیبریدی (ترکیبی) پیشنهادی دارای چهار زیر سیستم یا اجزای کلیدی برای تغذیه بارهای الکتریکی تقاضا شده، می باشد. نخستین زیرسیستم شامل منابع تولیدی تجدیدپذیر آرایه PV و FC می باشد. دومین زیرسیستم، شامل مبدلهای رابط استفاده شده برای اتصال منابع انرژی تجدیدپذیر به مجموعه باس DC مشترک که کل انرژی تولید شده را جمع آوری می کند می باشد. سومین زیرسیستم ، شامل اینورتر اضافه شده بین مجموعه باس DC مشترک و رابط باس AC اضافه شده برای تغذیه کل بارهای AC ، می باشد. زیرسیستم چهارم، شامل کلیه کنترلرها به همراه فیلتر اکتیو مدوله شده ، می باشد. وظیفه اصلی کنترلر تضمین استفاده موثر انرژی و تطبیق دینامیکی بین بارها و منابع انرژی سبز و در نتیجه پایداری ولتاژ می باشد. کنترلرهای پیشنهادی محرک خطای دینامیکی ، تنظیم کننده های pi را برای کنترل مبدلهای رابط، هماهنگ میکنند. سیستم انرژی سبز هایبرید یکپارچه با زیر سیستمهای کلیدی با استفاده از محیط sim power در نرم افزار Matlab/Simulink شبیه سازی می شود و اعتبار و درستی آن بطور کامل برای کاربردهای موثر انرژی و افزایش کیفیت توان تحت شرایط مختلف عملکرد و تغییر بارها، نشان داده می شود.
مقدمه مقاله
در نواحی و مناطق مجزای دوردست مانند جزایر کوچک ، ژنراتورهای دیزلی نصب شده اند و میکروتوربینهای گازی معمولا منبع اصلی تامین برق می باشد. سوخت فسیلی برای تولید برق چندین عیب دارد. به علت انتقال به نواحی دوردست پرهزینه است و موجب آلودگی گرمایش جهانی و گازهای گلخانه ای می شود . لذا نیاز به منابع انرژِی سبز تجدیدپذیر اقتصادی، بادوام و امن محیطی خیلی مهم است. همچنانکه منابع انرژِی سبز تجدیدپذیر مانند سلولهای سوختی و فتوولتاییک (PV) توسعه قابل قبولی برای جایگزینی با هزینه های مرسوم و منابع انرژی سوخت فسیلی داشته اند. انرژِی سبز تجدیدپذیر مستقل و مجزا از قبل در جاهای بسیاری کاربرد داشته است. عملکرد هیبرید مجزای انرژی سبز ممکن است از لحا هزینه مفید و بادوام نباشد. بازده و قابلیت اطمینان تغذیه بجز پایداری و مقاوم بودن طرح رابط AC/DC و استراتژیهای کنترلی ردیابی انرژی ماکزیمم بطور کامل پیاده سازی و اجرا شده اند[1,2]. یک روش موثر برای تنوع و گوناگونی انرژی تجدیدپذیر و استفاده موثر ، استفاده از ترکیب این منابع انرژی تجدیدپذیر گوناگون و مختلف و ایجاد یک سیستم انرژی یکپارچه هایبرید و هماهنگ می باشد. سیستم انرژی سبز یکپارچه یک راه حل کمکی معتبر و درست برای برق رسانی میکروگرید مقیاس کوچک به روستاهای دور و روستاها و جزایر مجزا که انتقال و توسعه شبکه برق پرهزینه است و از لحاظ جغرافیایی مشکل و سخت است، می باشد. سیستم انرژی سبز تجدیدپذیر هایبرید یک ترکیبی از چندین منابع انرژی تجدیدپذیر مختلف همانند فتوولتائیک ، سلولهای سوختی و باد را به هم متصل می کند. یک سیستم با استفاده از این ترکیب مختلف ، ظرفیت و پایداری سیستم هر نوع را افزایش می دهد[3,4]. هدف اصلی از طرح انرژی سبز یکپارچه تامین تغذیه ای مطمئن برای مناطق دوردست است. همچنین سیستمهای انرژی سبز یکپارچه هایبرید بدون آلودگی می باشند و می توانند برق نسبتا پایداری تولید کنند و مزیتهای اقتصادی نسبت به میکروگرید و ژنراتورهای دیزلی بکار رفته در سیستم برق روستاها و جزایر داشته باشند.
ABSTRACT Integration of Photovoltaic-Fuel Cell Scheme for Energy Supply in Remote Areas
A hybrid photovoltaic- fuel cell PV/FC system for supplying an isolated small community with electrical energy is digitally simulated and presented in this paper. The proposed hybrid renewable green energy scheme has four key subsystems or components to supply the required electric loads. The first subsystem includes the renewable generation sources from PV array and Fuel Cell. The second is the interface converters used to connect the renewable energy generators to the common DC collection bus, where all generated energy is collected. The third device represents the added inverter between the common collection DC bus and the added AC bus interface to feed all AC loads. The fourth subsystem comprises all controllers including the modulated power filter. The controller main function is to ensure efficient energy utilization and dynamic matching between loads and green energy generation as well as voltage stabilization. The proposed controllers are coordinated dynamic error driven PI regulators to control the interface converters. The integrated hybrid green energy system with key subsystems are digitally simulated using the Matlab/Simulink/Sim-Power software environment and fully validated for efficient energy utilizations and enhanced interface power quality under different operating conditions and load excursions.
Introduction
In remote isolated areas and arid communities such as small islands, diesel generator sets and micro gas turbines are usually the main source of power supply. Fossil fuel for electricity generation has several drawbacks: it is costly due to transportation to the remote areas and it causes global warming pollution and greenhouse gases. The need to provide an economical, viable and environmental safe alternative renewable green energy source is very important. As green renewable energy resources such as Photovoltaic (PV) and Fuel Cells have gained great acceptance as a substitute for conventional costly and scarce fossil fuel energy resources. Stand-alone renewable green energy is already in operation at many places despite solar and hydrocarbon variations and stochastic nature. Isolated green energy hybrid operation may not be effective or viable in terms of the cost; efficiency and supply reliability unless an effective and robust stabilization of AC-DC interface scheme and maximum energy tracking control strategies are fully implemented [1, 2].
An effective approach is to ensure renewable energy diversity and effective utilization by combining these different renewable energy sources to form a coordinated and hybrid integrated energy system. Integrated green energy system is a valid alternative solution for small scale micro-grid electrification for remote rural and isolated village/island where the utility grid extension is both costly and geographically difficult. Hybrid renewable green energy system incorporates a combination of several diverse renewable energy sources such as photovoltaic, fuel cells and possibly wind, wave energy sources. A system using such diverse combination has the full advantage of supply diversity, capacity and system stability that may offer the strengths of each type [3, 4]. The main objective of integrated green energy scheme is to provide supply security for remote communities. Hybrid integrated green energy systems are also pollution free, and can provide electricity at comparatively viable and economic advantages to micro grid or diesel generator set utilized in village/island electricity.
- مقاله درمورد یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
- سیستم هیبرید سلول فتوولتائیک و سلول پیل سوختی PV/FC جهت تامین انرژی الکتریکی منطقه کوچک مجزا
- پروژه دانشجویی یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
- تامین انرژی با یکپارچگی سلول سوختی فتوولتائیک
- پایان نامه در مورد یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
- تحقیق درباره یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
- مقاله دانشجویی یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
- یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
- گزارش سمینار در مورد یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده
- گزارش کارورزی درباره یکپارچگی طرح سلول سوختی فتوولتائیک و سلول سوختی PV/FC برای تامین انرژی در مناطق دورافتاده