بخشی از مقاله
خلاصه
بانگاهی دقیق به مصرف انرژی در نواحی روستایی کشور،قابل ذکر است در حال حاضر استفاده از انرژی الکتریسیته توسط شبکه توزیع جهت تامین مایحتاج انرژی الکتریکی در بسیاری از نواحی روستایی کشور در حدود 98,5- 99,5 درصد بعنوان شیوه ای معمول جهت تامین انرژی برق به حساب می آید .اگرچه این شیوه در اکثر مناطق روستایی صعب العبور و دور از شبکه،موجب صرف هزینه های هنگفتی جهت برق رسانی و نیز افزایش میزان نرخ افت در شبکه می گردد. لذا باتوجه به رشد روزافزون تقاضای انرژی و ارزش افزوده در صنایع تبدیلی،استفاده از منابع متعدد تامین انرژی به ویژه انرژی های تجدیدپذیر،اجتناب ناپذیر است.
در این راستا استفاده از منابع متعدد انرژی در نواحی روستایی کشور گامی موثر در جهت استقلال و خود کفایی از نظر تامین انرژی در این مناطق محسوب گردیده و مشکل تامین انرژی مورد نیاز درنواحی دور افتاده و صعب العبور را که با مشکلات بسیارو صرف هزینه های گزاف همراه است،برطرف می نماید.
لذا در این مقاله هدف طراحی یک سیستم هیبرید فتوولتائیک ،بادی با ذخیره ساز باطری جهت تامین یک الگوی بار نمونه مستقل از شبکه طراحی می شود.سیستم مذکور با نرم افزار HOMERشبیه سازی شده است. کارایی آن در شرایط مختلف بااطلاعات واقعی پروفیل بار و هواشناسی یکی از شهرستانهای شمال کشوردر تنکابن - منطقه دوهزار - موردبررسی قرارگرفته می شود.
.1 مقدمه
امروزه به علت کم شدن منابع فسیلی ،قیمت بالای فراورده های نفتی وافزایش جمعیت منابع تجدید ناپذیر مناسب نمی باشند.لذا سوق دادن افراد به سمت منابع تجدیدپذیر امر مهمی می باشد.لذا اطلاع رسانی بیشتر به افراد جامعه در خصوص این منابع بسیار حائز اهمیت می باشد.با توجه به اینکه خورشید و باد به عنوان منابع تجدیدپذیر در تمامی مناطق کم و بیش وجود دارند لذا استفاده از این منابع می تواند جایگزین مناسبی برای منابع تجدیدناپذیر باشند.اما از همه مهمتر نحوه استفاده از این منابع می باشد.
در اکثر مقالات از ترکیب فتوولتائیک یا توربین بادی و باطری جهت تامین بارها در منطقه ای خاص استفاده شده است اما اگر به بررسی این سیستم ها بپردازیم متوجه خواهیم شد که این سیستم ها ریسک پذیری بالایی دارند.چرا که اگر تعداد روزهایی که خورشید و باد وجود نداشته یا شدت آنها کم باشد و ذخیره باطری رو به اتمام باشد تامین بارها بامشکل اساسی روبرو خواهد شد3]و[4لذا اگر منابع به صورت ترکیبی در نظر گرفته شود مشکل عدم تامین بارها تاحدودی مرتفع خواهد شد .
در انتخاب ترکیبات بروز همه احتمالات را نیز باید در نظر گرفت چرا که ممکن است این ترکیبات برای تامین بارهای حساس به کار گرفته شود. حال علاوه بر منبع ذخیره کننده انرژی باید از منبع پشتیبان نیز به جهت اطمینان دهی به بارها استفاده نمود .دراین مقاله از باطری به عنوان منبع پشتیبان استفاده شد.
ترکیب پیشنهادی این مقاله شامل مولد بادی، فتوولتائیک به همراه باطری بوده که پس از بهینه سازی ابعاد سیستم ،به بررسی عملکرد سیستم هیبرید فتوولتائیک - بادی با ذخیره سازی باطری پرداخته شده است.
.2 مشخصات اجزای سیستم
با توجه به مسئله بهینه سازی هزینه، داشتن اطلاعات کافی از اجزای سیستم پیشنهادی ضروری می باشد.در این بخش به بررسی هر یک از اجزای مدار می پردازیم.
-1-2 پنل فتوولتائیک
پنل فتوولتائیک انرژی خورشیدی را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. اثر فتوولتائیک یک فرایند فیزیکی پایه است که انرژی خورشید را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.[8] توان خروجی پنل های فتوولتائیک توسط رابطه ی - - 1 با ترکیب روابط - - 2و - - 3 محاسبه می گرددکه شامل تاثیرات تابش خورشید و دمای پنل بر روی توان خروجی آن است.این روابط در ناحیه ماکزیمم توان خروجی عبارت است:
اینجا، Ppvتوان پنل،Vmmp ولتاژ پتانسیل، Vmpp,refهمان Vmpp در شرایط عملکرد استاندارد - - V،Impp جریان پنل و ISC,ref جریان اتصال کوتاه در شرایط عملکرد استارد ، GT میانگین روزانه تابش خورشید - w/m2 - و Gref معادل 1000 w/m2 برای عملکرد در شرایط استاندارد در نظر گرفته می شود.PV,oc و PI,SC به ترتیب ضرایب دمایی برای ولتاژهای مدار باز و جریان اتصال کوتاه وTC,ref دمای پنل فتوولتائیک در شرایط عملکرد استاندارد است که 25درجه سانتی گراد در نظر گرفته شده و TC - t - دمای عملکرد پنل فتوولتائیک است که طبق رابطه ی - - 4 محاسبه می شود:
در رابطه ی فوق Tc - t - دمای محیط برحسب سانتی گراد، - NOCTدمای سلول در حالت عملکر نرمال - برای عملکرد پنل تحت شدت تابش500 w/m2 و دمای 20درجه سانتی گراد تعریف شده و معمولاً بین 40 تا 46 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود.
-2-2 توربین بادی
سیستم های انرژی باد انرژی موجود در باد را مهار میکنند و آنرا به انرژی الکتریکی تبدیل،و یا برای استفاده و درانجام دیگر کارها مانند پمپ آب،آسیاب بادی و .... آماده می کنند
