14743

14743

طراحي و تحليل عملكرد يك سيستم هيبريدي تجديد پذير (آبي، بادي يا خورشيدي)

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

شهريور ماه1394

شهريور ماه1394

دكتر شهرام درخشان هوره

مكانيك

چكيده توليد انرژي از منابع انرژي فسيلي باعث آلودگي محيط زيست مي‌شودو قيمت آن‌ها متأثر از اوضاع سياسي و اقتصادي جهان مي‌باشد.از طرف ديگر به دليل ماهيت تصادفي ذاتي توليد انرژي از انرژي‌هاي تجديد پذير، بايدبا تركيب مناسبي از انرژي‌هاي تجديد پذير (مثلاً باد و خورشيد) با يك يا چند ذخيره سازانرژي به يك سيستم مقرون به‌صرفهرسيد. هدف از اين بررسي، شبيه سازي و بهينه سازييك سيستم هيبريدي باد، خورشيد، باتري و نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي براي تأمين برق سيستمي با برق مصرفي معادل 10 خانوار (KWh/month250*10) واقع در شهرستان بافت، استان كرمان مي‌باشد. در اين بررسي از الگوي برق مصرفي نرم افزار هومر استفاده شد. اطلاعات هواشناسي سه ساعته دما و سرعت باد سال‌هاي 2010 تا 2014 از سازمان هواشناسي كشور دريافت شد. پس از ميانگين گيري از اين اطلاعات، براي سادگي كار، با فرض تغييرات خطي دما و سرعت باد اطلاعات ساعتي دما و سرعت باد محاسبه شد. از آنجا كه اطلاعات تابش خورشيد براي اكثر مناطق ايران توسط ايستگاه‌هاي هواشناسي ايران ثبت نمي‌شود، با استفاده از يك مدلرياضي و اطلاعات روزانه تابش خورشيد، دريافت شده از سايت ناسا، ميزان تابش ساعتي خورشيد بدست مي‌آيد. با مدل سازي برق توليدي توربين باد و سلول فتوولتائيك و با استفاده از اطلاعات هواشناسي، برق توليدي از انرژي‌هايتجديد پذير محاسبه شد. سيستم باتري و نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي براي ذخيره انرژي در اين بررسي در نظر گرفته شده است. براي نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي، براي كاهش هزينه تمام شده سيستم از موتور القايي-پمپ هم به‌عنوان موتور-پمپ و هم به‌عنوان ژنراتور-توربين استفاده شده است. با مدل سازي اين سيستم براي 8760 ساعت سال واستفاده از چهار الگوريتم بهينه سازي چندهدفهMOPSO ، NSGA2 ، SPEA2 و PESA2 به بهينه سازي چندهدفه سيستم پرداخته شد.الگوريتم‌ بهينه سازي، تركيب‌هاي مختلف از تعداد توربين باد، ارتفاع هاب، تعداد پنل‌هاي خورشيدي وتعداد باتري را شبيه سازي كرده و تركيبي با كمترين احتمال از دست دادن انرژي و هزينه را مي‌يابد. مقايسه سرعت همگرايي اين چهار الگوريتم براي بهينه سازي دو سيستم هيبريدي خورشيد، باد، باتري با (يا بدون) نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي، نشان مي‌دهد براي سيستم هيبريدي خورشيد، باد و باتري، هر چهار الگوريتم سرعت همگرايي زيادي دارند و براي بهينه سازي سيستم هيبريدي خورشيد، باد و باتري و نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي، الگوريتم بهينه سازي چندهدفهSPEA2 بهترين الگوريتم بهينه سازي چندهدفه براي اين سيستم مي‌باشد. استفاده از نيروگاه تلمبه ذخيره‌اي براي سيستم جدا از شبكه برق سراسري،باعث كاهش هزينه و كاهش احتمال از دست دادن توان (به زير 1% ) مي‌شود. واژه‌هايكليدي:سيستم هيبريدي، ذخيره سازهاي انرژي، پنل خورشيدي، توربين باد، باتري، نيروگاه تلمبه- ذخيره‌اي