بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به پتانسیل مناسب منطقه سیستان در استان سیستان و بلوچستان براي تولید انرژي خورشیدي، در این مقاله یک نیروگاه فتوولتایک منفصل از شبکه براي تامین مصرف یک روستا با 80 خانوار جمعیت طراحی و بهینه سازي می شود. داده هاي تابش خورشید و سرعت باد براي منطقه سیستان با استفاده از نرم افزار Retscreen بدست آمده و طراحی بهینه انتخاب پنل ها، اینورتر، نحوه آرایش و پیاده سازي با استفاده از نرم افزار شرکت SMA انجام می شود.
.1 مقدمه
امروزه مصرف پرشتاب سوخت هاي فسیلی موجب بروز مشکلات محیط زیستی جدي مانند گرمایش زمین، تخریب لایه ازن، باران هاي اسیدي و آلودگی خشکی ها و دریاها شده است. علاوه بر آن، بدلیل توسعه سریع صنعت و بالا رفتن تقاضاي انرژي، کمبود انرژي و خاموشی ها در سرتاسر دنیا به چشم می آید. در این شرایط توسعه و بکارگیري انرژي هاي تجدیدپذیر مانند انرژي باد، انرژي خورشیدي، انرژي زیست توده و انرژي زمین گرمایی از اهمیت بالایی برخوردار است
علاوه بر آن هزینه بالاي احداث خطوط انتقال براي مناطق دورافتاده مانند مناطق روستایی و مشکلات زیست محیطی احداث خطوط جدید منجر به جستجوي راه حلی جایگزین براي مناطق دورافتاده به نام انرژي هاي تجدیدپذیر شده است. در این میان انرژي خورشید بدلیل گستردگی آن در جهان از اهمیت خاصی برخوردار است. کشور ایران با عرض جغرافیایی 25 الی 45 درجه شمالی از جمله مناطق مناسب از نظر تابش خورشید می باشد
از آنجایی که اغلب روستاهاي فاقد دسترسی به انرژي الکتریکی باقیمانده در استان سیستان و بلوچستان و کشور روستاهایی داراي بعد مسافت و هزینهبر براي اتصال به شبکه سراسري هستند و با توجه به پتانسیل بالاي منطقه سیستان براي تولید انرژي خورشیدي [3]، در این مقاله یک نیروگاه فتوولتایک منفصل از شبکه براي تامین مصرف یک روستا با 80 خانوار جمعیت در منطقه سیستان طراحی و بهینه سازي می شود.
در بخش دوم وضعیت منطقه سیستان به لحاظ تابش خورشید بررسی شده و داده هاي تابش خورشید و سرعت باد براي منطقه سیستان با استفاده از نرم افزار Retscreen ارایه می شود. در بخش سوم تجهیزات اجراي پروژه با استفاده از نرم افزار Sunny Design برآورد شده و در بخش چهارم نتایج حاصل از شبیه سازي با نرم افزار ارایه می شود. در نهایت در بخش پنجم نتیجه گیري آورده شده است.
.2 وضعیت منطقه سیستان به لحاظ تابش خورشید
منطقه سیستان داراي مساحت 15197 کیلومتر مربع و براساس سرشماري سال 1385 داراي تراکم نسبی جمعیتی 26/37 نفر در هر کیلومتر مربع است .[4] این منطقه در 61.49° طول شرقی و 31.03° عرض شمالی از نصف النهار گرینویچ واقع شده است و ارتفاع تقریبی آن از سطح دریا 510 متر است.
در شکل 1 مقادیر تابش ماهانه برآورد شده فرازمینی نشان داده شده است که بیشترین میزان تابش - مگاژول بر مترمربع در روز - در خرداد ماه 45/55 و کمترین آن 23 /92 - مگاژول بر مترمربع در روز - در آذرماه در منطقه سیستان اتفاق می افتد. در جدول 1 میزان تابش خالص دریافتی شهر زابل با شهرهاي مختلف جهان مقایسه شده است و با توجه به پتانسیل انرژي خورشیدي دریافتی، این منطقه از مستعدترین نقاط دنیا در استفاده از انرژي هاي نو خصوصاً انرژي هاي خورشیدي می باشد
شکل :1 میزان تابش ماهانه فرازمینی در طول سال جدول :1 مقایسه تابش خورشیدي دریافتی شهر زابل با شهرهاي مختلف جهان
با استفاده از نرم افزار Retscreen سازمان NASA ، داده هاي باد و خورشید براي طراحی سیستم هاي هیبرید در منطقه سیستان بدست آمده که در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل :2 داده هاي باد و خورشید منطقه سیستان با استفاده از نرم افزار [5] Retscreen
.3تجهیزات اجراي پروژه با استفاده از نرم افزار Sunny Design
ظرفیت نیروگاه احداثی براي روستایی با 80 خانوار با توجه به تعداد پنل خورشیدي 293/3 کیلووات می باشد. سازه هاي متناسب با پنل ها و نحوه آرایش بندي و مدار بندي و تعداد و ظرفیت اینورتر که با استفاده از نرم افزار Sunny Design بدست آمده است .[6] جدول 2 جرئیات تجهیزات اجراي پروژه را نشان می دهد.
جدول :2 جرئیات تجهیزات اجراي پروژه
نیروگاه از 946 پنل به ظرفیت 310 وات تشکیل شده است. این پنل ها به بخش هاي مساوي تقسیم شده اند. چهار رشته موازي هر یک داراي 13 پنل به ورودي A و دو رشته 14 پنلی به ورودي B یک دستگاه اینورتر خورشیدي متصل شده است که به ظرفیت اسمی 25 کیلووات میباشد. همچنین دو رشته موازي هر یک داراي 12 پنل به ورودي A و سه رشته 14 پنلی به ورودي B یک دستگاه اینورتر خورشیدي متصل شده است که به ظرفیت اسمی 20 کیلووات میباشد و مجموعا 12 دستگاه اینورتر را تشکیل می دهند. شکل 3 اینورتر انتخابی مدل STP25000TL-30 را نشان میدهد.
علاوه بر تجهیزات فوق یک مجموعه کامل دستگاه هاي اندازه گیري و ثبت و قرائت اطلاعات براي سیستم پیش بینی شده است.این تجهیزات عبار تند از:
• دستگاه هاي اندازه گیري میزان تششع نور
• دستگاه هاي اندازه گیري دماي پانل
• دستگاه هاي اندازه گیري دماي محیط
کلیه اطلاعات برداشت شده همراه با اطلاعات مربوط به تولید در مرکز کنترل نیروگاه ثبت شده و قابلیت نمایش روي تابلو نمایشگر سیستم را خواهد داشت.
