پایان نامه انرژی های تجدیدپذیر و قابلیت اطمینان

( میکروتوربین
Widget not in any sidebars

برای تولید انرژی الکتریکی در میکروتوربین از گاز طبیعی استفاده میشود. میکرو توربین ها دارای مزایایی چون هزینه سرمایه گذاری پایین نسبت به سایر ادوات تولید پراکنده، عدم نیاز به آب برای عملیات خنک سازی، قابلیت اطمینان بالا، ساختار ساده و معایبی از جمله، هزینه بالای سوخت مصرفی هستند. لذا در این پایان نامه استفاده از میکرو توربین در کنار سایر منابع تولید کننده توان که با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، توان تولید میکنند توصیه میشود.
(پیل سوختی
این واحد تولید کننده توان، هیدروژن را به عنوان سوخت ورودی دریافت کرده و در خروجی خود الکتریسیته و حرارت را تحویل میدهد.
( توربین های بادی
نوعی مبدل انرژی هستند که انرژی جنبشی باد را به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند. برای استفاده از این انرژی کاربردهای مختلفی وجود دارد. یکی از این کاربردها، تولید انرژی الکتریکی است. موارد استفاده از توربین بادی متنوع است. برای نمونه، مواردی چون تولید برق در نواحی دور افتاده، شارژ باتری، گرمایش و سرمایش آب و صنایع مخابراتی را می توان نام برد.
(سیستم فتو ولتائیک
این سیستم با استفاده از انرژی خورشید تولید برق میکند. هزینه های بالای بهره برداری از نیروگاه های سوخت فسیلی توجیه مناسبی در خصوص استفاده از نیروگاه های خورشیدی است. البته هزینه سرمایه گذاری برای نیروگاههای خورشیدی در حال حاضر زیاد است و امید آن می رود با پیشرفت فناوری مورد نظر، هزینه سرمایه گذاری آن کاهش یابد. به منظور ذخیره سازی انرژی تولیدی توسط واحد های مزبور، از باتری استفاده میشود. باتری دارای این ویژگی مهم است که در خلال تغییرات توان، سرعت پاسخ دهی مناسب‌تری نسبت به میکرو توربین و پیل سوختی دارد.
(سیستم الکترولایزر
عمدتأ توسط توان الکتریکی ناشی از نیروگاههای بادی و سلول های خورشیدی تغذیه
می گردد. هیدروژن تولید شده به وسیله سیستم الکترولایزر در تانک هیدروژن ذخیره
می شود، و در نهایت مورد استفاده پیل سوختی قرار می گیرد.
معمولاً توان الکتریکی خروجی از نیروگاه بادی به عنوان منبع اولیه برای الکترولایزر در نظر گرفته می شود. با توجه به پایین بودن توان تولیدی منابع تجدید پذیر، برای تأمین توان الکترولایزر و بار خانگی می توان از میکرو توربین گازی نیز استفاده کرد.
الکترولایزر به عنوان مصرف کننده توان، در زمان هایی که توان مازاد تولیدی توسط سیستم فتوولتائیک و توربین باد وجود دارد، می تواند تولید هیدروژن نموده و سوخت مورد نیاز پیل سوختی را تامین کند. می توان به وسیله تنظیم فشار هیدروژن در سیستم لوله‌کشی، سرعت کنترل مصرف توان این سیستم را در حد میلی‌ثانیه کاهش داد. از اینرو، سیستم الکترولایزر به عنوان عامل جبران‌سازی نامتوازنی‌های توان اکتیو پیشنهاد می‌گردد. با در نظر گرفتن چنین قابلیتی، در این پایان نامه بر روی پایداری عملکرد میکروشبکه تمرکز شده و ترکیب میکروتوربین، پیل سوختی و سیستم الکترولایزر مورد استفاده قرار گرفته تا نوسانات فرکانس و نامتعادلی توان ایجاد شده، رفع گردند. تقریبا در 90% از سیستم های صنعتی، کنترلکننده ‌های PI و PID می توانند نیازهای سیستم را از حیث خطای صفر و سرعت مناسب برآورده کنند.
کنترل فازی ،کنترلی هوشمند و غیر خطی و مقرونبهصرفه است که می تواند جایگزین مناسبی برای کنترل کننده های PI و PID باشند. کنترل فازی میتواند با تعیین پارامترهای PIوPID عملکرد شان را بهبود بخشد. لذا، در این پایان نامه از کنترلر PI خود تنظیم(FPI) در میکرو توربین استفاده شده که در فصول بعد به تفصیل در مورد این اجزا توضیح داده میشود.
1-6) کنترل فرکانس در میکروشبکه
در میکروشبکه مورد بررسی در این پایان نامه برای کنترل فرکانس از کنترلکننده فازی خود تنظیم استفاه شده است. این کنترل کننده فازی، پارامترهای کنترل کننده PI را به منظور بهبود خروجی فرآیند به صورت real-time تنظیم می نماید.
1-7) جمع بندی و نتیجه گیری
در این فصل، مفهوم تولید پراکنده مطرح شد. ادوات تولیدکننده توان در مقیاس کوچک معرفی و مزایا و معایب استفاده از هریک مورد بررسی قرار گرفت.کلیاتی در خصوص میکروشبکه بیان شد.از آنجایی که هدف اصلی این پایان نامه کنترل فرکانس در میکروشبکه است، کنترل فرکانس در میکروشبکه مورد نظر این پژوهش نیزبیان شد.
فصل دوم