دانلود مقاله طراحی بهینهی سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه (SPV) با استفاده از نرمافزار HOMER

word قابل ویرایش
9 صفحه
9700 تومان
97,000 ریال – خرید و دانلود

چکیده

امروزه استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر به طور گستردهای مورد توجه قرار گرفته است. در این میان، انرژی خورشیدی به دلیل مزایای زیادی که دارد از اهمیت ویژهای برخوردار است. از جملهی این مزایا میتوان به دسترسی دائمی، پاک بودن و رایگان بودن آن اشاره کرد. همچنین کشور ما به لحاظ تابش انرژی خورشیدی در موقعیت خوبی قرار گرفته است. این مقاله به مطالعه و طراحی سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه برای تامین بارهای الکتریکی مورد نظر به صورت مجزا از شبکه میپردازد. پروفایل روزانهی مصرف انرژی بار مشخص است. سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه، به طـور بهینـه اندازهیابی میشود تا پیاده سازی چنین سیستمی به لحاظ اقتصادی توجیهپذیر بوده و با حداقل هزینه ممکن قابل پیاده-سازی باشد. از نرمافزار HOMER بهعنوان وسیلهی بهینهسازی بـرای تعیـین انـدازه و نیـز مشخصـات اجـزای سیسـتم فتوولتاییک استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که اندازهیابی این سیستم بـه اطلاعـات بـار، اطلاعـات تـابش منبـع خورشیدی و هزینه سرمایهگذاری اجزای سیستم بستگی دارد. همچنین استفاده از این سیستم با در نظر گرفتن کاهش قیمت این نوع سیستمها و افزایش کارایی و قابلیت اطمینان آنها بسیار به صرفه و اقتصادی است و راه حل مناسبی برای تامین برق در شرایط کنونی حقیقی شدن هزینه های برق میباشد، چرا که امکان استفاده از اینگونه سیستمها را فراهم ساخته است.

واژههای کلیدی: اندازهیایی، سیستم SPV، طراحی بهینه، نرمافزار HOMER

۱ـ مقدمه

در روشهای مرسوم تولید انرژی الکتریسیته، آلودگیهایی همچون گاز کربن دی اکسید، گاز اصلی که سبب گـرم شـدن زمین شده است تولید میشود. نور خورشید تنها منبع مورد نیاز برای تولید توان از طریق یک سلول خورشیدی است؛ از طریق اثر فتوولتائیک، انرژی موجود در نور خورشید میتواند بهطور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل شود. سیستم های فتوولتائیک، منبع انرژی بی سروصدا، امن، پاک و تجدیدپذیر را ارائه میکنند .[۱]

این مقاله، مطالعه و طراحی سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه(SPV) 1 را بـرای تـامین بخشـی از بارهـای الکتریکـی خانهای فرضی در شهر تهران ارائه میکند. هدف از این مقاله این است که سیستم مورد نظر، به طور بهینه اندازهیابی میشود تا پیادهسازی چنین سیستمی به لحاظ اقتصادی توجیهپذیر بوده و با حداقل هزینه ممکن قابل پیادهسازی باشد. برای این منظور، از نرمافزار HOMER بهعنوان ابزار طراحی و بهینهسازی استفاده شده است. این نرمافزار شامل تعدادی مـدل اجـزای سیسـتم انرژی است و براساس تنظیمات موجود، تکنولوژی و ساختار مناسب را براساس هزینه و در دسترس بودن منابع انتخاب میکند .[۲] تحلیل کردن با HOMER نیازمند اطلاعاتی همچون دادههای منبع خورشید، قیود اقتصادی و روشهـای کنترلـی اسـت. همچنین بایستی ورودیهای مربوط به اجزای مورد استفاده، تعداد اجزا، بازدهی، طول عمـر و دیگـر مـوارد لازم نیـز مشـخص شوند. در نرمافزار HOMER، امکان انجام آنالیز حساسیت نیز وجود دارد که این آنالیز از طریق انتخاب مقـادیر مختلـف بـرای

۱ Stand-Alone Photovoltaic System (SPV System)

۱

متغیرهای مورد نظر انجام میشود . انجام آنالیز حساسیت، فرصت بررسی اثرات تغییـر در یـک پـارامتر خـاص را بـر روی کـل سیستم به کاربر میدهد که مزیت بسیار خوبی است.

-۲ اندازهیابی سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه

اندازهیابی سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه از طریق بار موجود در خانهای در شهر تهران و نیز میزان تابش خورشید در منطقهی مورد نظر شروع میشود. روند کار در ادامه توضیح داده شده است :[۳]

-۱-۲ اطلاعات تابش خورشید

برای انجام طراحی بهینه، بسیار مهم است که اطلاعات هواشناسی (تابش خورشیدی و دما) برای مکان مورد نظر جمعآوری شود. اطلاعات میانگین ماهانهی تابش خورشیدی در شهر تهران برای قسمت منابع انرژی خورشیدی در نرمافزار HOMER در طول و عرض جغرافیایی ۵۱/۴۲ و ۳۵/۷ درجه به کار برده میشود. این اطلاعات برای ایـن منطقـه، از وبسـایت هواشناسـی و انرژی خورشیدی ناسا گرفته شده است .[۴] جدول ۱ مقادیر میانگین ماهانهی تابش خورشید را در شهر تهران نشان میدهـد. باتوجه به جدول، به خوبی مشخص است که انرژی خورشیدی در منطقه در طول ماههای تابستان بالاست. مقدار میانگین تابش روزانه در ماه ژوئن برابر ۷/۳۵۳ kWh/m2/day و مقدار میانگین تابش سـالانه برابـر ۴/۹ kWh/m2/day اسـت. شـکل ۱ نیـز پروفایل مقادیر میانگین ماهانه تابش خورشیدی برای هر روز را در طول کل سال نشان میدهد.

جدول -۱ مقادیر میانگین ماهانهی تابش خورشیدی برای هر روز

ماه شاخص روشنایی تابش روزانه بر حسب kWh/m2/day

ژانویه ۰/۵۳۹ ۲/۷۳۱
فوریه ۰/۵۶۶ ۳/۶۲۲

مارس ۰/۵۴۸ ۴/۵۰۲

آوریل ۰/۵۵۴ ۵/۵۱۲
می ۰/۵۷۶ ۶/۳۹۳

ژوئن ۰/۶۳۷ ۷/۳۵۳

ژولای ۰/۶۲۴ ۷/۰۴۳

آگوست ۰/۶۳۴ ۶/۵۶۳

سپتامبر ۰/۶۴۳ ۵/۶۴۲
اکتبر ۰/۵۸۶ ۴/۰۵۲

نوامبر ۰/۵۴۹ ۲/۹۴۱

دسامبر ۰/۵۱۲ ۲/۳۸۱

شکل -۱ پروفایل مقادیر میانگین ماهانه تابش خورشیدی برای هر روز در طول کل سال

۲

-۲-۲ اطلاعات بار
پروفیل بار انتخاب شده، مربوط به خانهای در شهر تهران است که بایستی برخی بارهای آن از طریق سیستم SPV تـامین
شود و فرض بر این است که این الگوی بار در طول سال ثابت میماند.
پروفایل بار روزانه با محاسبهی تقاضای توان برای بخشی از انواع بار موجود در خانهی مورد نظر در طول کل سال بهدسـت
میآید. مصرف انرژی روزانهی تخمین زده شده در جدول ۲ داده شده است. شکل ۲ هم پروفایل بار نمونهی روزانه را در طـول
کل سال نشان میدهد. میانگین انرژی سالانهی بار هم برابر ۲/۲۱۵ kWh/day است.
جدول -۲ مصرف انرژی روزانهی بار برای خانهای در شهر تهران
بارها استفاده در روز (ساعت) توان (W) انرژی کل (Wh)
لامپ فلورسنت نوع ۱ ۱۰ ۲۰ ۲۰۰
لامپ فلورسنت نوع ۲ ۴ ۴۰ ۱۶۰
تلویزیون ۵ ۶۰ ۳۰۰
یخچال ۲۴ ۵۰ ۱۲۰۰
رادیو ۱۱ ۱۰ ۱۱۰
پنکه سقفی ۲ ۶۰ ۱۲۰
پنکه زمینی ۵ ۲۵ ۱۲۵
کل – – ۲۲۱۵
۱۸۰
۱۶۰
۱۴۰ (W)
120
100 Demand
80

۶۰ oadL
40

۲۰
۰
۲۱ ۱۶ ۱۱ ۶ ۱
Times (Hours)
شکل -۲ پروفایل مصرف انرژی روزانهی بار فرضی در طول سال برای خانهای در شهر تهران

-۳-۲ اندازهیابی آرایهی خورشیدی

توان خروجی آرایهی خورشیدی ( (P _ _ از طریق معادلهی (۱) تعیین میشود ۳] و :[۵

۳

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 9700 تومان در 9 صفحه
97,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد