عرفان سلیم زاده
11th March 2012, 01:31 PM
طراحی بهینه سیستم هیبریدی خورشیدی ،بادی و باتری با در نظر گرفتن پارامترهای اقتصادی و کمترین LPSP
مشکلاتی که از گوناگونی منابع بادی و خورشیدی حاصل می شود در طراحی این گونه نیروگاهها موثر است.
سیستم هیبریدی که از نیروگاههای بادی و فتوولتائیک تشکیل یافته و دارای باتری پشتیبان است می تواند نوسانات آنها را تضعیف کند و انرژی لازم ذخیره شده را به طور قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/hybrid_wind.jpg 1.مقدمه :
مشکلاتی که از گوناگونی منابع بادی و خورشیدی حاصل می شود در طراحی این گونه نیروگاهها موثر است.سیستم هیبریدی که از نیروگاههای بادی و فتوولتائیک تشکیل یافته و دارای باتری پشتیبان است می تواند نوسانات آنها را تضعیف کند و انرژی لازم ذخیره شده را به طور قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
روش تکراری بهینه سازی LSPS(کاهش احتمالی تولید انرژی) را مورد مطالعه قرار داده است که هزینه سالیانه سیستم را تا حد ممکن کاهش داده است. این روش این اجازه را به آنها داده است که بهینه سازی و عملکرد سیستم هیبریدی مورد مطالعه و بررسی قرار دهند. همچنین می توان بیان کرد که این روش امکان را فراهم کرده است که مطالعه عملکرد سیستم هیبریدی توسط الگوریتم ژنتیک با یک موضوع واحد انجام گیرد.
در این عملکردها ،سیستم هیبریدی متشکل از ،WIND،PV و باتریهای PV مورد استفاده قرار می گیرد. در این بررسی ما اندازه سیستم هیبریدی بادی ،خورشیدی و باتری را با الگوریتم ژنتیک بهینه محاسبه می کنیم تا احتمال اتلاف انرژی (LPSP) و هزینه سالیانه سیستم (ASC) تا حد ممکن کاهش یابد و برای منطقه ای از اردبیل محاسبه می شود.
رویکرد اصلی استفاده از گوناگونی نظرها و تصمیم گیری ها است .مانند سایز،مدل PV ،توان خروجی مورد نیاز توربین بادی ،ظرفیت باتری ،تعداد رگولاتورها و معکوس کننده ها در فرآیند بهینه سازی ظرفیت سیستم هیبریدی.
2. نمودار بار:
به منظور بررسی و مطالعه تاثیر تغییرات نمودار بار بر روی ساختار و پیکر بندی بهینه سیستم هیبریدی ،سه نمونه از بار با انرژی مشابه (94 kw h/d) (شکل1) مورد استفاده قرار می گیرد.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m1.jpg
نمودار 1 بار یک روستا را نشان می دهد که در واقع بیانگر نوسانات روزانه وسایل عمومی است( یخچال فریزرها ، ماشین های جوشکاری و ...). بیشترین تقاضا در شب مشاهده شده است که مطابق استفاده از وسایل خانگی و برخی تجهیزات تجاری است.
می توان مشاهده کرد که انرژی بین ساعات 5 صبح و 5 بعد از ظهر در نمودار 2 مقدار ثابتی است.این مقدار مطابق با عملکرد سیستم پمپ آبی ، سردخانه های تجاری ،وسایل خانگی و غیره می باشد.بیشترین تقاضای مشاهده شده در شب به علت استفاده از لوازم خانگی (روشنایی،یخچال،تلوزیون و ...) می باشد و مطابق با عملکرد سیستم پمپهای آب می باشد. در نمودار2 حداقل مصرف سه بار را در روز نشان می دهد و بیشترین بار در ساعات پیک شب می باشد.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m2.jpg
3. ویژگیهای اجزاء:
خصوصیات اجزا که در این مطالعه استفاده شده است ، در جدول 1 قابل بررسی است.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m3.jpg
4. نتایج و مباحثه :
سایز بندی سیستم هیبریدی ، باتری ، بادی، فتو ولتاییک ، در بخشی از اردبیل انجام شد است که ار نمودار بار 1و2و3 استفاده شده است . نتایج بهینه سازی در منحنی پارتو نشان داده شده است ( شکل 2 )
قابل توجه است که برای گوناگونی اتلاف LPSP، هزیته سالیانه سیستم در منحنی بار 1 و 3 نسبت به نمودار 2 بالاتر است . این به علت واقعییت است که نمودار بار 2 توزیع منظمی در طول روز را نشان می دهد . این توزیع بهینه برای منحنی انرژی خورشیدی است ، به این علت پیکر بندی بهینه ، یک سیستم هیبریدی را با باتریهای اندک و مدلهای زیاد PV پیشنهاد می دهد.
جدول 2 یک پیکر بندی بهینه را نشان می دهد که مطابق LPSP صفر درصد ،یک درصد و 10 درصد برای هر نمودار بار است.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m4.jpg
مشاهده شده است که با افزایش LPSP عیوب توربین بادی نیز افزایش می یابد بنابراین پیکر بندی بهینه به تعداد بیشتری از توربین بادی نیاز دارد. برای مثال برای LPSP=1%,0% کترین درصد برای تولید توان توربین بادی به ترتیب 71% و 95% برای منحنی بار 1 می باشد.
اما با در نظر گرفتن LPSP=10% عیوب تولیدی توربین بادی برای نمودارهای بار به100% می رسد(توربین بادی دارای باتری).
این جدول همچنین تعداد باتری ها را نشان می دهد که در نمودار بار 2 نسبت به نمودار دیگر کمتر است(1و3) برای LPSP=0% ظرفیت سیستم ذخیره تا 13 درصد هنگامیکه از نمودار 1 به 2 عبور می کنیم افزایش دارد.
و هنگامیکه از نمودار 1 به 3 عبور می کند افزایش 5 درصدی دارد. با LPSP=1% ظرفیت سیستم ذخیره هنگام عبور از نمودار 1 به 2 تا 19 درصد افزایش می یابد. با توجه به اینکه در عبور از نمودار 1 به 3 کاهش 4 درصدی را نیز خواهد داشت.
5.نتیجه گیری:
روش سایز بندی یک سیستم هیبریدی بهینه با استفاده از الگوریتم ژنتیک در منطقه اردبیل انجام می شود.نتیجه حاصله نشان می دهد که برای LPSP با مقدارهای متفاوت هزینه سالیانه پیکربندی بهینه با توجه به نمودار بار 1 و 3 پر خرج می باشد در حالیکه با نمودار بار 2 این هزینه کمتر است.
عملکرد مدل ،به هم پیوستگی عقیده های قابل استفاده و قابلیت اطمینان محدودیت های اجزا، برای بدست آوردن ارزیابی دقیق هزینه مالکیت سیستم به نظر جالب خواهد بود.
منبع:http://azenasanatparsian.com/articles/1390-11-04-19-46-29/47--lpsp.html
مشکلاتی که از گوناگونی منابع بادی و خورشیدی حاصل می شود در طراحی این گونه نیروگاهها موثر است.
سیستم هیبریدی که از نیروگاههای بادی و فتوولتائیک تشکیل یافته و دارای باتری پشتیبان است می تواند نوسانات آنها را تضعیف کند و انرژی لازم ذخیره شده را به طور قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/hybrid_wind.jpg 1.مقدمه :
مشکلاتی که از گوناگونی منابع بادی و خورشیدی حاصل می شود در طراحی این گونه نیروگاهها موثر است.سیستم هیبریدی که از نیروگاههای بادی و فتوولتائیک تشکیل یافته و دارای باتری پشتیبان است می تواند نوسانات آنها را تضعیف کند و انرژی لازم ذخیره شده را به طور قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
روش تکراری بهینه سازی LSPS(کاهش احتمالی تولید انرژی) را مورد مطالعه قرار داده است که هزینه سالیانه سیستم را تا حد ممکن کاهش داده است. این روش این اجازه را به آنها داده است که بهینه سازی و عملکرد سیستم هیبریدی مورد مطالعه و بررسی قرار دهند. همچنین می توان بیان کرد که این روش امکان را فراهم کرده است که مطالعه عملکرد سیستم هیبریدی توسط الگوریتم ژنتیک با یک موضوع واحد انجام گیرد.
در این عملکردها ،سیستم هیبریدی متشکل از ،WIND،PV و باتریهای PV مورد استفاده قرار می گیرد. در این بررسی ما اندازه سیستم هیبریدی بادی ،خورشیدی و باتری را با الگوریتم ژنتیک بهینه محاسبه می کنیم تا احتمال اتلاف انرژی (LPSP) و هزینه سالیانه سیستم (ASC) تا حد ممکن کاهش یابد و برای منطقه ای از اردبیل محاسبه می شود.
رویکرد اصلی استفاده از گوناگونی نظرها و تصمیم گیری ها است .مانند سایز،مدل PV ،توان خروجی مورد نیاز توربین بادی ،ظرفیت باتری ،تعداد رگولاتورها و معکوس کننده ها در فرآیند بهینه سازی ظرفیت سیستم هیبریدی.
2. نمودار بار:
به منظور بررسی و مطالعه تاثیر تغییرات نمودار بار بر روی ساختار و پیکر بندی بهینه سیستم هیبریدی ،سه نمونه از بار با انرژی مشابه (94 kw h/d) (شکل1) مورد استفاده قرار می گیرد.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m1.jpg
نمودار 1 بار یک روستا را نشان می دهد که در واقع بیانگر نوسانات روزانه وسایل عمومی است( یخچال فریزرها ، ماشین های جوشکاری و ...). بیشترین تقاضا در شب مشاهده شده است که مطابق استفاده از وسایل خانگی و برخی تجهیزات تجاری است.
می توان مشاهده کرد که انرژی بین ساعات 5 صبح و 5 بعد از ظهر در نمودار 2 مقدار ثابتی است.این مقدار مطابق با عملکرد سیستم پمپ آبی ، سردخانه های تجاری ،وسایل خانگی و غیره می باشد.بیشترین تقاضای مشاهده شده در شب به علت استفاده از لوازم خانگی (روشنایی،یخچال،تلوزیون و ...) می باشد و مطابق با عملکرد سیستم پمپهای آب می باشد. در نمودار2 حداقل مصرف سه بار را در روز نشان می دهد و بیشترین بار در ساعات پیک شب می باشد.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m2.jpg
3. ویژگیهای اجزاء:
خصوصیات اجزا که در این مطالعه استفاده شده است ، در جدول 1 قابل بررسی است.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m3.jpg
4. نتایج و مباحثه :
سایز بندی سیستم هیبریدی ، باتری ، بادی، فتو ولتاییک ، در بخشی از اردبیل انجام شد است که ار نمودار بار 1و2و3 استفاده شده است . نتایج بهینه سازی در منحنی پارتو نشان داده شده است ( شکل 2 )
قابل توجه است که برای گوناگونی اتلاف LPSP، هزیته سالیانه سیستم در منحنی بار 1 و 3 نسبت به نمودار 2 بالاتر است . این به علت واقعییت است که نمودار بار 2 توزیع منظمی در طول روز را نشان می دهد . این توزیع بهینه برای منحنی انرژی خورشیدی است ، به این علت پیکر بندی بهینه ، یک سیستم هیبریدی را با باتریهای اندک و مدلهای زیاد PV پیشنهاد می دهد.
جدول 2 یک پیکر بندی بهینه را نشان می دهد که مطابق LPSP صفر درصد ،یک درصد و 10 درصد برای هر نمودار بار است.
http://azenasanatparsian.com/images/stories/m4.jpg
مشاهده شده است که با افزایش LPSP عیوب توربین بادی نیز افزایش می یابد بنابراین پیکر بندی بهینه به تعداد بیشتری از توربین بادی نیاز دارد. برای مثال برای LPSP=1%,0% کترین درصد برای تولید توان توربین بادی به ترتیب 71% و 95% برای منحنی بار 1 می باشد.
اما با در نظر گرفتن LPSP=10% عیوب تولیدی توربین بادی برای نمودارهای بار به100% می رسد(توربین بادی دارای باتری).
این جدول همچنین تعداد باتری ها را نشان می دهد که در نمودار بار 2 نسبت به نمودار دیگر کمتر است(1و3) برای LPSP=0% ظرفیت سیستم ذخیره تا 13 درصد هنگامیکه از نمودار 1 به 2 عبور می کنیم افزایش دارد.
و هنگامیکه از نمودار 1 به 3 عبور می کند افزایش 5 درصدی دارد. با LPSP=1% ظرفیت سیستم ذخیره هنگام عبور از نمودار 1 به 2 تا 19 درصد افزایش می یابد. با توجه به اینکه در عبور از نمودار 1 به 3 کاهش 4 درصدی را نیز خواهد داشت.
5.نتیجه گیری:
روش سایز بندی یک سیستم هیبریدی بهینه با استفاده از الگوریتم ژنتیک در منطقه اردبیل انجام می شود.نتیجه حاصله نشان می دهد که برای LPSP با مقدارهای متفاوت هزینه سالیانه پیکربندی بهینه با توجه به نمودار بار 1 و 3 پر خرج می باشد در حالیکه با نمودار بار 2 این هزینه کمتر است.
عملکرد مدل ،به هم پیوستگی عقیده های قابل استفاده و قابلیت اطمینان محدودیت های اجزا، برای بدست آوردن ارزیابی دقیق هزینه مالکیت سیستم به نظر جالب خواهد بود.
منبع:http://azenasanatparsian.com/articles/1390-11-04-19-46-29/47--lpsp.html