8761

كاربرد يادگيري ماشين در سيستم توليد هيدروژن با استفاده از انرژي خورشيدي

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1402

سمانه قندهاريون

1402/07/04

مكانيك

Machine learning application for Hydrogen production with Solar energy

هيدروژن علاوه بر كاربردهاي فراوان در صنايع مختلف، به عنوان يك روش ذخيره انرژي و نيز حامل انرژي پاك براي آينده شناخته مي‌شود. در حال حاضر عمده هيدروژن مصرفي دنيا از سوخت‌هاي فسيلي توليد مي‌‌شود. با توجه به اثرات مخرب زيست محيطي، لازم است هيدروژن از منابع تجديدپذير توليد شود. در اين پروژه، از يك الكترولايزر غشاي تبادل پروتون به منظور توليد هيدروژن از آب استفاده شده است. برق مورد نياز براي تجزيه آب را مي‌توان از سوخت‌هاي فسيلي يا منابع تجديدپذير نظير انرژي خورشيدي، بادي، دريايي، زمين گرمايي و ... تامين كرد. در اين پروژه با استفاده از انرژي خورشيدي و سلول‌هاي فتوولتاييك برق مورد نياز توليد مي‌شود. منابع تجديدپذير متناوب هستند و به همين دليل نمي‌توان در يك بازۀ زماني كوتاه مدت به صورت مستمر از آن‌ها استفاده كرد. به همين دليل لازم است اين منابع در كنار سيستم‌هاي ذخيره‌ي انرژي استفاده شوند. بدين منظور روش‌هاي مختلفي مانند تبديل برق به گاز طبيعي، تبديل برق به هيدروژن، سلول‌هاي سوختي و ... وجود دارد. امروزه با استفاده از يادگيري ماشين مي‌‌توان اين ناپايداري‌ها را پيش‌بيني كرد. يادگيري ماشين امكان پيش‌بيني روند ناپايداري‌ها را به كمك آموزش ماشين با داده‌هاي موجود فراهم مي‌سازد.در اين پروژه با استفاده از داده‌هاي هواشناسي و نيروگاه خورشيدي ده مگاواتي استان سيستان و بلوچستان، ابتدا به كمك يادگيري ماشين، ارتباط بين داده‌هاي هواشناسي و توليدي نيروگاه حاصل شده و سپس داده‌هاي هواشناسي جديد با استفاده از داده‌هاي قبلي موجود به كمك يادگيري ماشين ايجاد مي‌شود. بعد از آن به مدل‌سازي نيروگاه خورشيدي و الكترولايزر پرداخته شده است. با توجه به توان نيروگاه، اگر 6 ساعت روزانه به مقدار 22 كيلووات توان صرف الكترولايزر كردن شود، سالانه مقدار 714.4 كيلوگرم هيدروژن توليد خواهد شد.

يادگيري ماشين؛ الكترولايزر غشا تبادل پروتون؛ پنل فتوولتاييك؛ توليد هيدروژن؛ نيروگاه خورشيدي