16042

16042

طراحي يك دنبال‌كننده نقطه بيشينه توان (MPPT) هوشمند براي آرايه‌هاي خورشيدي يك ماهواره مدار پايين (LEO)

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره - قدرت

ارديبهشت ماه 1394

ارديبهشت ماه 1394

دكتر بهمن قرباني واقعي - دكتر محمد سروي

فناوري هاي نوين

چكيده در يك ماهواره مدار پايين¬، با توجه به محدوديت ابعاد سلول‌هاي خورشيدي جهت تأمين انرژي ماهواره، محدوديت جرم، عدم دسترسي هميشگي به انرژي تابشي خورشيد و هم‌چنين به دليل پايين بودن بازده سلول‌هاي خورشيدي نياز به تكنيك رديابي نقطه بيشينه توان به ‌منظور دريافت حداكثر توان قابل استحصال از آرايه¬هاي خورشيدي مي¬باشد. مشكل اساسي در استفاده از سلول خورشيدي، رسيدن به حداكثر توان توليدي آن است كه با تغيير دما و تابش اين مشكل تشديد مي‌گردد. اگر توان توليدي يك آرايه از سلول خورشيدي به ‌يك ‌بار مقاومتي منتقل شود، در اين صورت تنها در يك‌بار مناسب، مشخصه‌ي بار با مشخصه‌ي سلول خورشيدي در نقطه‌ي حداكثر توان برخورد مي‌كند و در ساير شرايط، تنها از بخشي از حداكثر توان توليدي استفاده مي‌گردد. همچنين ولتاژ اعمال‌شده به بار توسط سلول خورشيدي تعيين مي¬شود و درنتيجه بار در نقطه‌ي كار نامي خود قرار نمي‌گيرد. حال اگر سلول خورشيدي به‌ يك‌ بار توان ثابت متصل گردد، نه‌تنها مشكل فوق حل نمي‌شود بلكه به علت مشخصه‌ي بار- توان ثابت با دونقطه‌ي كار مواجه مي‌شود كه اين مسئله براي پايداري سيستم مشكل ايجاد مي‌كند. در اين پايان نامه روش P&O كه داراي قابليت اطمينان بالا و رديابي پيوسته در كمترين زمان بوده، براي رديابي نقطه حداكثر توان (MPPT) در زير سيستم انرژي يك ماهواره طراحي و شبيه‌سازي‌ شده است اما به دليل نوساني بودن توان خروجي حول نقطه كار در اين روش، از الگوريتم بهينه¬سازي (فازي) براي رديابي نقطه حداكثر توان (MPPT) چنان استفاده شده است كه بدون هيچ وابستگي به پارامترهاي فيزيكي سلول‌هاي خورشيدي و بدون نياز به حس‌گرهاي دما و شدت نور مي¬توان با كليدزني مناسب علي رغم كاهش اندك سرعت رسيدن به نقطه بيشينه توان بتوان به كاهش نوسانات توان خروجي و در نتيجه كاهش تلفات توان دست يافت. لذا براي رفع كاهش سرعت رسيدن به نقطه بيشينه توان ، توابع عضويت الگوريتم فازي با الگوريتم زنبور عسل بهينه شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي¬دهد كه با استفاده از روش فازي/زنبور عسل با تعداد محاسبه تابع هدف كمتر، نقطه ‌بهتري براي رديابي حداكثر توان بدست مي¬آيد كه منجر به كاهش هزينه و افزايش سرعت پاسخ الگوريتم مي¬شود. واژگان كليدي: رديابي نقطه حداكثر توان MPPT، ماهواره مدار پايين (LEO )، زيرسيستم انرژي، الگوريتم فازي/زنبور عسل