بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ابتدا نظریه اولیه شبکه متصل شده به سیستم فتوولتائیک بیان شده است. سپس مقدمهای بر جنبههای مختلف طراحی سیستم با نگاهی اجمالی به استانداردهای مربوط به اتصال شبکه از منابع توزیع شده بررسی شده است که مسیر خود را میتوان از طریق چگونگی سلولهای فتوولتائیک ، به چگونگی ماژول فتوولتائیک با مبدل الکتریکی مرتب کرد که توسط آن برخی از توپولوژی مبدلهای مختلف را برای استفاده با سیستم فتوولتائیک یافت.
بر اساس این توپولوژی، راه حلی برای چگونگی کنترل این مبدل قرار گرفته است. که این کنترل میتواند شامل روشی برای استفاده از حداکثر قدرت از پانلهای خورشیدی، روشی برای هماهنگسازی با شبکه و روشی برای کنترل جریان و ولتاژ باشد . بنابراین مدل سیستم خطی از یک سیستم کنترلی ساخته شده است، و این اساس بهینهسازی سیستم های کنترلی است. بدین منظور از همین سیستم برای اجرای و پیادهسازی ایستگاههای انرژی الکتریکی مدرن با استفاده از سلولهای خورشیدی و همچنین استفاده از مبدلهای DC-DC و توپولوژی شبکه و بکار بردن مسیریابی نقطه ماکزیمم توان میتوان بهترین بازده را از یک ایستگاه انرژی الکتریکی در سطح شهر و یا هر منطقه قابل نصب بهره برد.
-1 مقدمه
تلفن همراه یکی از نیاز های ضروری و غیر قابل انکار محسوب میشود و لذا باید مخاطبان این وسیله ارزشمند همواره گوشی های تلفن همراه خود را بصورت شارژ شده در اختیار داشته باشند . در خیلی از مواقع شارژ تلفن همراه تمام میشود و امکانات شارژ تلفن همراه وجود ندارد . از این رو در اینجا به معرفی روشی خواهیم پرداخت که دست کم بتواند بصورت رایگان این مشکل را برطرف نماید. در این طرح که بر مبنا مطالعات گسترده ای انجام گرفته است دستگاهی با قابلیت سازگاری محیطی بالا در اقلیم ایران طراحی شده و قابلیت نصب در سطوح مختلف شهرهای کشور را دارد و میتواند بصورت رایگان خدمات ارائه دهد. این دستگاه بصورت 24 ساعته میتواند انرژی مورد نیاز رهگذارن را برای شارژ تلفن های همراهشان فراهم آورد در حال حاضر این دستگاه در شرکت توانا الکترونیک شمال در حال تولید میباشد.
-2 انرژی خورشیدی
انرژی خورشید یکی از منابع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیر باز به روشهای گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. به طور متوسط خورشید در هر ثانیه 1/1×1020 کیلووات ساعت انرژی ساطع میکند. از کل انرژی منتشر شده توسط خورشید، تنها در حدود %47 آن به سطح زمین میرسد. این بدان معنی است که زمین در هر ساعت تابشی در حدود 60 میلیون Btu دریافت میکند.
-2 موقعیت کشور ایران از نظرمیزان دریافت انرژی خورشیدی
کشور ایران در بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقهای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین ردهها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از 280 روزآفتابی گزارش شده است که بسیار قابل توجه است.
-3 ویژگیهای استفاده از انرژی خورشیدی
✓ پاک و بدون آلودگی - حذف انتشار گازهای گلخانهای از جمله دیاکسید کربن -
✓ بیپایان
✓ رایگان و دردسترس
✓ کاهش مصرف سوختهای فسیلی
✓ امن و بیخطر
-4 اجزا کلی سیستم فتوولتائیک
صفحهها - پانلهای - خورشیدی ، باتریهای ذخیره ، مبدل برق مستقیم به متناوب ،دستگاه کنترلکننده ،سازه فلزی یا ساختمانی ، کابلهای ارتباط از اجزا کلی یک ایستگاه انرژی الکتریکی میباشد.
شکل :1 اجزا سیستمهای فتوولتائیک
به طور کلی کاربردهای سلولهای فتوولتائیک را میتوان به سه دسته طبقهبندی نمود:
-1 کاربردهای متصل به شبکه
-2 کاربردهای منفصل از شبکه
-3 کاربردهای سیستمهای پشتیبانی
-5 - مشخصات سلول خورشیدی
منابع تولیدکننده انرژی در اشکال مختلفی وجود دارد، برخی مکانیکی که با تبدیل به برق، بعضیها با تبدیل انرژی ذخیره شده از نظر شیمیایی به برق و برخی از تولید انرژی به طور مستقیم به عنوان تولیدکننده انرژی الکتریکی شناخته میشوند. در موارد دیگر زمانی که تولید انرژی با استفاده از سلولهای خورشیدی انجام میگیرد، در آن انرژی به صورت جریان DC تحویل داده میشود. سلولهای فتوولتائیک یک مشخصه ولتاژ-جریان - - I-V خاص که باید در هنگام طراحی یک سیستم قدرت PV در نظر گرفته شود در خود دارند. ویژگیهای جریان اتصال کوتاه ISC و ولتاژ مدار باز VOC با ویژگی تابش و دما متفاوت است، در نمودار شکل 2 چگونگی رابطه تغییرات ولتاژ -جریان با زاویه تابش نشان داده شده است.
شکل :2 مشخصه I-V از یک سلول خورشیدی با توجه به زاویه تابش
همانطور که در نمودار 2 مشاهده میکنید ، اغلب جریان ها با تغییر تابش تغییر میکند ، در نتیجه تنوع ولتاژ به علت تغییرات در تابش تحت تاثیر قرار میگیردکه معمولاً نادیده گرفته میشود.
-6 توپولوژیهای مبدل
مبدل مورد نظر برای همه تنظیمات پانل ارائه شده بر پایه همان توپولوژی اولیه است. در شماتیک شکل 3مبدلی بر پایهPV ارائه شده است
شکل : 3 توپولوژیهای مبدل [2] PV
-7 مبدل DC-DC
تبدیل سیستمهای PV با مبدل DC-DC مرحله دوگانه نامیده میشوند، و در این توپولوژی مبدل DC-DC به MPPT خواهد رسید . در صورت نیاز به تقویتکننده ولتاژ بیشتر ساختارهای مبدل تنها یک مبدل-DC DC دارند، اما مبدلهای چند رشتهای دو یا بیشتر مبدل DC-DC دارند
