شبیه سازی سیستم فتوولتاییک به منظور طراحی بهینه و حداکثر سوددهی

شبیه سازی سیستم فتوولتاییک به منظور طراحی بهینه و حداکثر سوددهی

فرمت فایل دانلودی: .docx
فرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 103

شبیه سازی سیستم فتوولتاییک به منظور طراحی بهینه و حداکثر سوددهی
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 103 صفحه

چکیده
فتوولتاییک یا به اختصار PV، یکی از انواع سامانه‌های تولید برق از انرژی خورشیدی می‌باشد. در این روش با بکارگیری سلول‌های خورشیدی، تولید مستقیم الکتریسیته از تابش خورشید امکان‌پذیر می‌شود. سلول‌های خورشیدی از نوع نیمه رسانا می‌باشند که از سیلیسیوم یعنی دومین عنصر فراوان پوسته زمین ساخته می‌شوند. وقتی نور خورشید به یک سلول فتوولتاییک می‌تابد، بین دو الکترود منفی و مثبت اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان بین آنها می‌گردد. می‌توان فتوولتایک را در دسته فناوری‌های انرژی‌های تجدید پذیر قرار داد.
دو نوع اصلی از سامانه‌های فتوولتائیک (PV) برای استفاده در ساختمان‌ها وجود دارد: منفرد و متصل به شبکه. هنگامی که اتصال به شبکه برق ممکن نبوده و یا مورد دلخواه نباشد نیاز به یک سامانه منفرد می‌باشد. در چنین مواردی برای تأمین برق به هنگام شب و یا در روزهای ابری و نیز هنگام نیاز به حداکثر مقدار برق نیاز به چند انباره می‌باشد. اندازه آرایه های PV طوری تنظیم می‌شود که هم بارهای معمول روز هنگام و هم شارژ انباره‌ها را مهار کنند. در یک سامانه متصل به شبکه، برای تغییر جریان مستقیم از آرایه PV به جریان متناوب (AC) با ولتاژ مناسب شبکه نیاز به یک مبدل می‌باشد. باید توجه داشت که در این حالت نیازی به انباره وجود ندارد و بدین ترتیب صرفه جویی قابل توجهی هم در هزینه و هم در نگهداری سامانه، ایجاد خواهد شد. در سامانه‌های منفرد، الکتریسیته مازادی که در طول روز تولیده شده است برای استفاده در شب و یا روزهای تاریک و ابری در انباره‌ها ذخیره می‌گردد. از آنجا که قیمت مبدلها و سلولها و انباره گران می‌باشد، یک سامانه ترکیبی (هیبریدی) که از نیروی باد استفاده می‌کند اغلب مکمل ایده آل برای سامانه PV می‌باشد چرا که نه تنها در طول شب باد می‌وزد بلکه در هوای بد نیز معمولاً باد قابل توجهی وجود دارد. علاوه بر آن در زمستان، زمانی که انرژی خورشیدی کمی برای برداشت وجود دارد هوا معمولا بادخیزتر ازتابستان می‌باشد. با این حال تمام مناطق برای استفاده از نیروی باد مناسب نیستند. در کشور ایران به سبب مشکلات منابع انرژی فسیلی (محدودیت و آلودگی های زیست محیطی)، محدودیت های برق رسانی، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و وجود منبع عظیم انرژی خورشیدی در سرتاسر ایران و ضرورت حداکثر بهره برداری از این انرژی، لزوم بیشتری پیدا می کند.با توجه به بالا بودن هزینه اولیه این نیروگاه‌ها، با در نظرگرفتن مسائل مالی، قابلیت اطمینان و طراحی بهینه نیروگاه‌های فتوولتائیک امری ضروری است. در طراحی سیستم های برق خورشیدی به صورت متصل به شبکه و قطع از شبکه، تعداد باتری های مورد نیاز، پنلهای مورد نیاز، شارژکنترلر و اینورتر می بایست به¬گونه ای محاسبه شوند که بهترین راندمان و حداکثر سوددهی داشته باشند. همچنین باید میزان فضای مورد نیاز جهت نصب پنلهای خورشیدی، هزینه ها و محاسبات مربوط به بازگشت سرمایه و میزان گازهای گلخانه ای که با انجام پروژه های خورشیدی به جو وارد نمی شود، در محاسبات وارد شود.


فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده 1
فصل اول: انرژی خورشیدی
۱-۱- آشنایی با انواع نیروگاه های برق 2
۱-۱-۱- نیروگاه دیزلی 3
۱-۱-۲- نیروگاه گازی 4
۱-۱-۳- نیروگاه بخاری 5
۱-۱-۴- نیروگاه سیکل ترکیبی 7
۱-۱-۵- نیروگاه برق آبی 7
۱-۱-۶- نیروگاه هسته ای: 9
۱-۱-۷- نیروگاه تلمبه ذخیره ای 11
۱-۱-۸- نیروگاه خورشیدی 11
۱-۱-۹- نیروگاه بادی 12
۱-۱-۱۰- نیروگاه زمین گرمایی 13
۱-۱-۱۱- نیروگاه آبی جذر و مدی 14
۱-۱-۱۲- نیروگاههای موجی 15
۱-۱-۱۳- نیروگاههای مگنتو هیدرودینامیک (Magneto Hydro Dynamics (MHD 16
۱-۱-۱۴- نیروگاههای بیوماس 16
۱-۱-۱۵- نیروگاههای ترکیبی تولید کننده برق و انرژی حرارتی 17
۱-۲- سلولهای خورشیدی 18
۱-۳- سیستمهای فتوولتائیک 18
۱-۴- معرفی انرژی خورشیدی و چگونگی تولید آن 24
۱-۵- تاریخچه استفاده از انرژی خورشیدی 24
۱-۵-۱- صفحات فتوولتاییک 25
۱-۶- مزایا و معایب انرژی خورشیدی 25
۱-۷- معرفی مولفه های تابشی خورشید و تاثیر شرایط مختلف جوی در آن 26
فصل دوم:سیستم های خورشیدی حرارتی- الکتریکی
۲-۱- مقدمه 28
۲-۲- نیروگاه خورشیدی هلیواستاتی (سیستم دریافت کننده مرکزی) 29
۲-۲-۱- مزایا و معایب نیروگاه های دریافت کننده مرکزی 30
۲-۲-۲- قسمت های اصلی نیروگاه های خورشیدی هلیو استاتی 30
۲-۲-۲-۱- هلیواستات 31
۲-۲-۲-۱-۱- آینه ها 31
۲-۲-۲-۱-۲- سازه فلزی و فونداسیون 31
۲-۲-۲-۱-۳- سیستم های محرک و کنترل کننده 31
۲-۲-۲-۲- سیستم دریافت کننده مرکزی 32
۲-۲-۲-۳- سیستم انتقال حرارت 33
۲-۲-۲-۳-۱- استفاده از آب به عنوان سیال 33
۲-۲-۲-۳-۲- استفاده از نمک نیترات به عنوان سیال 33
۲-۲-۲-۴- سیستم ذخیره کننده انرژی حرارتی 34
۲-۲-۳- معرفی کمیت زمان مرجع 34
۲-۲-۳-۱- اهمیت انتخاب صحیح زمان مرجع در یک نیروگاه خورشیدی 34
۲-۲-۴- پارامترهای مهم در انتخاب محل نیروگاه هلیو استاتی 35
۲-۳- نیروگاه های خورشیدی از نوع کلکتور سهموی خطی 35
۲-۳-۱- قسمت های اصلی نیروگاه خورشیدی از نوع کلکتور سهموی خطی 36
۲-۳-۲- مزایا و معایب نیروگاه های خورشیدی از نوع کلکتور سهموی خطی 36
۲-۴- نیروگاه های خورشیدی با سیستم برج های نیرو با هوای گرم 37
۲-۴-۱- مزایا و معایب نیروگاه های خورشیدی با سیستم برج های نیرو با هوای گرم 38
۲-۵- نیروگاه خورشیدی با سیستم برج های نیرو با هوای سرد 38
۲-۵-۱- مزایا و معایب نیروگاه های خورشیدی با سیستم برج های نیرو با هوای سرد 39
۲-۶- نیروگاه های استخر خورشیدی 39
۲-۶-۱- مزایا و معایب نیروگاه استخر خورشیدی 40
۲-۷- نیروگاه خورشیدی با کلکتورهای بشقابی 40
فصل سوم:سلول‌های خورشیدی چیست؟
۳-۱- مقدمه 42
۳-۲- تاریخچه سلول های خورشیدی 42
۳-۲-۱- علل احتیاج به سلول خورشیدی 43
۳-۳- انواع سلول های خورشیدی 43
۳-۳-۱- سلول های تک‌بلوری 43
۳-۳-۲- سلول‌های چندبلوری 43
۳-۳-۳- سیلیسیم بی شکل 43
۳-۴- سیلیکون چگونه سلول خورشیدی را می‌سازد؟ 44
۳-۵- کریستال سیلیکون سی اس آی 45
۳-۶- فن آوری های گروه سه و پنج 45
۳-۷- تجهیزات چند تایی با بهره وری بالا 46
۳-۸- ساخت سلول های خورشیدی 46
۳-۹- سلول های خورشیدی پیشرفته 46
۳-۱۰- تشریح یک سلول 46
فصل چهارم:سیستم های فتوولتائیک
۴-۱- معرفی پدیده فتوولتائیک 49
۴-۲- معرفی سیستم های فتوولتائیک و مزایا و معایب این سیستم ها 51
۴-۲-۱- مزایای تولید الکتریسته با استفاده از سیستم های فتوولتائیک 51
۴-۲-۲- معایب سیستم های فتوولتائیک 51
۴-۳-کاربرد سیستم های فتو ولتائیک 51
۴-۴- آشنایی با بخش های مختلف یک سیستم فتو ولتائیک کامل 52
۴-۵- راندمان سلول های خورشیدی 52
۴-۶- تاثیر افزایش درجه حرارت محیط بر پارامترهای مشخصه الکتریکی سلول خورشیدی 53
۴-۷- تاثیر تغییر میزان انرژی جذب شده از خورشید در منحنی مشخصه الکتریکی سلول خورشیدی 53
۴-۸- افزایش راندمان سلول های فتوولتائیک 54
۴-۹- اجزای سیستم های فتوولتائیک 55
۴-۹-۱- پنل یا مدول خورشیدی 55
۴-۹-۲- تنظیم کننده 55
۴-۹-۳- واحد ذخیره سازی انرژی در سیستم های فوتوولتائیک 55
۴-۹-۴- تنظیم کننده ولتاژ خروجی 56
۴-۹-۵- اینورتر ولتاژ 56
۴-۱۰- طبقه بندی سیستم های فوتوولتائیک از لحاظ نحوه تامین بار مصرف کننده 57
فصل پنجم:تحلیل مدل حرارتی دینامیکی ماژول فتوولتائی با استفاده از مدارات الکتریکی
چکیده 59
۵-۱- مقدمه 59
۵-۲- مدل حرارتی ماژول فتوولتائی 61
۵-۳- ضرایب مدل حرارتی 62
۵-۳-۱- انرژی خورشیدی دریافتی 62
۵-۳-۲- انرژی الکتریکی تولیدی 63
۵-۳-۳- انتقال حرارت 63
۵-۳-۳-۱- انتقال حرارت به روش تشعشی 64
۵-۳-۳-۲- انتقال حرارت به روش جابجایی 64
۵-۳-۳-۳- انتقال حرارت به روش رسانایی 65
۵-۳-۴- ظرفیت حرارتی 65
۵-۴- مدار معادل الکتریکی 66
۵-۵- شبیه سازی 67
۵-۶- نتیجه گیری 74
فصل ششم:محاسبه پارامترهای الکتریکی سلول فتوولتائی با در نظر گرفتن مدل دینامیکی حرارتی
چکیده 75
۶-۱- مقدمه 76
۶-۲- مدل حرارتی ماژول فتوولتائی 77
۶-۲-۱-توان دریافتی سلول 78
۶-۲-۲- توان تلفاتی 78
۶-۲-۳- ظرفیت حرارتی 79
۶-۳- تبادل حرارتی ماژول فتوولتائی 80
۶-۴- اثر دما بر مشخصه های الکتریکی ماژول PV 80
۶-۵- شبیه سازی 82
۶-۵-۱- مدل Mattei 82
۶-۵-۲- مدل Ulleberg 82
۶-۶- نتیجه گیری 89
منابع 90

پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.