بهره برداری از انرژی باد در تولید برق

مقدمه

استفاده از منابع انرژی فسیلی و هسته ای، مستلزم هزینه زیاد و افزایش آلودگی محیط زیست و عوارض مخرب ناشی از آن است، از این رو با بروز پدیده بحران انرژی در دنیا و از طرف دیگر پیشرفت تکنولوژی تبدیل انرژی باد، به انرژی الکتریکی که به کاهش قیمت آنها منجر شده، استفاده از انرژی باد اجتناب ناپذیر شده است. سیستم های مبدل انرژی باد، به انرژی الکتریکی از سال 1975 به شکل تجاری و در سطح وسیع در دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. هم اکنون با پیشرفت تکنولوژی میکروکامپیوترها و نیمه هادیهای قدرت امکان استفاده از سیستم کنترلی مدرن و در نتیجه تولید قدرت الکتریکی با کیفیت بالا از نیروی باد ایجاد شده است. تجربه نصب و راه اندازی نیروگاههای بادی در کشورهای صنعتی، به خصوص آمریکا و دانمارک نشان داده است که هزینه این سیستم ها قابل مقایسه با هزینه روش های سنتی و متداول تولید انرژی الکتریکی می باشد.

تامین انرژی الکتریکی برای بارهای شبکه با کیفیت بالا و تولید وقفه نیروی برق هدف اصلی یک سیستم قدرت می باشد. برای بالا بردن کیفیت انرژی الکتریکی نیاز است. کمیت های مختلف سیستم قدرت مانند راه اندازی از مدار خارج نمودن، بهره برداری در شرایط توان ثابت و.... کنترل شود. با توجه به ماهیت تغییرات سرعت باد در زمان های مختلف ایجاد شرایط کنترل برای سیستم های قدرت شامل مبدل های انرژی باد به الکتریکی حائز اهمیت می گردد. اجزاء مختلف یک سیستم قدرت بادی شامل: توربین بادی، ژنراتور، کنترل کننده زاویه گام پره و سیستم تحریک می باشد. که هر یک از این اجزاء انواع مختلف داشته و در مدل های مختلف براساس نیاز ساخته می شوند. لذا با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران و اهمیت انرژی‌های تجدیدپذیر به این موضوع پرداخته می شود.

باد رایگان است بشر از عهد باستان این نکته را به خوبی دریافته است و آسیاب بادی را ساخته است تا آب چاهها را بیرون بکشد و غلات را آرد کند. امروزه آسیابهای بادی دیگر منسوخ شده اند و جای خود را به مولدهای بادی داده اند که الکتریسته تولید می کنند. بهترین جا برای تاسیس مولدهای بادی سواحل دریا و تپه ها هستند. در این نقاط باد شدیدتر و منظم تر از نقاط دیگر می‌وزد. (برای تولید الکتریسته سرعت باد باید به طور متوسط 5 متر بر ثانیه، یعنی 18 کیلومتر در ساعت باشد.) اما باد این عیب بزرگ را دارد که فقط بعضی روزها و بعضی ساعات می وزد. اگر فقط به انرژی باد اتکا کنیم، به سرعت دچار کمبود الکتریسته
می شویم. پس راه حل چیست؟ راه حل این است که با استفاده از باتریها الکتریسته ای را که در ساعات بادخیز تولید شده است، ذخیره کنیم. راه دوم این است که مولد بادی را با موتوری که با سوخت کار می کند همراه سازیم. و در واقع یک گروه الکترون بوجود می آوریم. به این ترتیب می توانیم وقتی که باد نیست از الکتریسته ای که ماشین دوم تولید می کند استفاده کنیم.

تعداد صفحات 127 word

فصل اول مقدمه. 3

1-1- مقدمه. 4

2-1- تاریخچه انرژی باد در جهان. 6

3-1- تلاش برای تسخیر دریا 7

4-1- وضعیت کنونی بهره برداری از انرژی باد در جهان. 7

1-4-1 نداشتن هزینه اجتماعی: 8

2-4-1 اثرات زیست محیطی: 8

3-4-1- اثرات گلخانه ای.. 9

5-1 اهمیت و لزوم بکارگیری انرژی باد از بعد اقتصادی.. 9

6-1 بحران انرژی.. 11

فصل دوم استفاده از انرژی باد. 13

1-2 استفاده از انرژی باد. 14

2-2 سرعت وصل.. 15

3-2 سرعت اسمی.. 15

4-2 سرعت قطع. 15

5-2 - حد بتز. 16

6-2 - بررسی کمی سیستمهای مبدل باد. 16

فصل سوم معرفی انواع توربین های بادی- ساختار الکتریکی مکانیکی.. 22

1-3- سیستم های انرژی باد. 23

2-3- طرح های اصلی توربین های بادی.. 23

1-2-3- توربین نوع محور افقی.. 23

2-2-3- توربین نوع محور عمودی.. 24

3-2-3- توربین های تکمیل شده. 24

3-3- اجزای اصلی یک نیروگاه بادی.. 25

1-3-3- پره‌ های توربین.. 25

2-3-3- طراحی کششی.. 26

3-3-3- طراحی بر اساس نیروی بالا برنده. 26

4-3-3- نسبت سرعت نوک پره. 26

5-3-3- طراحی کششی.. 27

6-3-3- طراحی بر اساس نیروی بالا برنده. 27

7-3-3-شفت سرعت پایین.. 28

8-3-3- جعبه دنده. 28

9-3-3- شفت سرعت بالا.. 28

10-3-3- ژنراتورها 29

11-3-3- کنترل کننده مکانیکی.. 30

12-3-3- سیستم هیدرولیک.... 30

13-3-3-قسمت خنک کننده. 30

14-3-3- تنظیم کننده گام و زاویه پره. 30

15-3-3- دستگاه جهت یاب... 31

16-3-3- محفظه توربین.. 31

17-3-3- مکانیزم چرخش.... 31

18-3-3-باد سنج و بادنما 32

1-18-3-3- کنترل شیب توربین های بادی.. 33

2-18-3-3- سیستم ایستایی کنترل توربین های بادی.. 33

19-3-3- سیستم کنترل ایستایی فعال توربین های بادی.. 33

20-3-3- سیستم کنترل و فرمان. 34

21-3-3-سیستم سنکرونیزاسیون. 34

22-3-3-دستگاه هیدرولیکی مبدل فرکانس.... 34

23-3-3- سیستم توزیع الکتریکی.. 35

24-3-3- سیستم ارتباطات و کنترل. 36

25-3-3- سازه های نگهدارنده توربین بادی.. 36

1-25-3-3- توربین های بادی کوچک: 36

2-25-3-3- توربین بادی بزرگ.... 37

4-3- سازه نگهدارنده توربین بادی.. 37

1-4-3- سازه های خودایستا: 38

2-4-3- سازه های به صورت خرپایی.. 39

3-4-3- سازه های به صورت پوسته فلزی.. 39

4-4-3-سازه های بتنی.. 40

5-4-3- سازه های مهار بندی شده: 40

5-3- ضوابط طراحی ساده. 41

6-3- سیستم های کنترل دور در توربین های بادی.. 42

1-6-3- به توربین های بادی.. 42

2-6-3- کنترل توسط پره (ترمز هوایی) 43

1-2-6-3-توربین های محور افقی.. 43

2-2-6-3-کنترل توسط تغییر زاویه گام. 44

3-2-6-3-کمک به ایجاد استال. 44

4-2-6-3- استال تنظیم شده: 45

7-3- ترمز های مکانیکی.. 46

1-7-3- ترمز های دیسکی.. 46

2-7-3- مزایای استفاده از ترمزهای دیسکی در توربین های بادی.. 47

8-3- نتیجه گیری.. 47

فصل چهارم ژنراتور نیروگاه بادی.. 49

1-4- ژنراتور مغناطیس دائم با اینورتر منبع جریان برای توربین های سرعت متغیر. 50

2-4- ژنراتور سنکروه با اینورتر منبع جریان. 51

3-4- ژنراتور با قطب برنامه ریزی شده برای توربین های سرعت متغیر: 52

فصل پنجم بررسی سیستم های مبدل باد به انرژی الکتریکی.. 55

1-5- مقدمه. 56

2-5 سیستم انتقال. 59

3-5 مبدل الکتریکی.. 60

1-3-5 سیستمهای مبدل قدرت سنکرون. 60

فصل ششم سیستم آسنکرون. 65

1-6- سیستم های آسنکرون. 66

2-6- ژنراتور DC شنت با بار باتری.. 69

3-6- ژنراتور کمپوند اضافی.. 75

4-6- ژنراتورسنکرون. 76

1-4-6- مشخصه گشتاور. 78

2-4-6- پایداری ژنراتور سنکرون. 79

3-4-6- مشخصه خروجی ژنراتور سنکرون. 80

4-4-6- تغییر قطبهای ژنراتور سنکرون. 81

5-4-6- راه اندازی ژنراتور سنکرون. 82

5-6- ژنراتورهای Ac. 92

6-6- ژنراتور القایی خود تحریک.... 94

7-6- ژنراتور مدولاسیون میدان. 109

8-6-ژنراتور راسل.. 113

فصل هفتم مبدلهای الکتریکی.. 117

1-7- مبدلهای الکترونیکی.. 118

2-7-مبدل DC/AC.. 118

3-7- اینورتر سه فاز برای تغذیه موتورآ سنکرون. 120

4-7- مبدلهای AC/DC.. 120

6-7- اتصال نیروگاه های بادی به شبکه سراسری.. 122

1-6-7- طراحی اندازه سیستمهای متصل به شبکه. 122

2-6-7- سیستمهای غیرمتصل به شبکه سراسری.. 123

3-6-7- طراحی سیستمهای خارج از شبکه سراسری.. 123

دانلود پروژه الکترونیک صنعتی-مدارات یکسوساز گرتز، برشگر،اینورتر و چاپر

پروژه الکترونیک صنعتی

در این فایل مدارات زیر مربوط به درس الکترونیک صنعتی از کتاب رشید در محیط سیمولینک متلب شبیه سازی شده است.

فایل گزارش پروژه نیز ضمیمه شده است.

1-یکسو کننده پل گرتز تمام پل(geretz)

2-برشگر ac تکفاز سلفی 

3-برشگر ac تکفاز اهمی

4-اینورتر سه فاز با هدایت 180

5-چاپرdc، مبدل باک

6-چاپر dc، مبل بوست

دانلود مقاله متعادل کردن بار بوسیله شارژرهای EV واینورترهای PV در شبکه های توزیع نامتعادل

دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی

تعداد صفحات انگلیسی:9

تعداد صفحات فارسی به فرمت ورد:31

سال انتشار:2015

ناشر:IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY, VOL. 6, NO. 2, APRIL 2015



چکیده:

شبکه های توزیع سه فاز چهار سیمه متعادل میتوانند به میزان زیادی میزبان منابع تولید پراکنده و خودروهای الکتریکی باشند.اینورتر های فتوولتاییک(PV)سه فاز و شارژرهای وسایل الکتریکی(EV) میتوانند بعنوان انتقال دهنده بار از فازهای پر بار به فازهای کم بار بدون اینکه اینورتر یا شارژردچار اضافه بارشوند تطبیق داده شوند.شرایط شبکه بدلیل عملکرد متعادل تر شبکه بهبود پیدا میکند و پنل های PV و EV های بیشتری میتوانند قبل از رسیدن شبکه به محدودیت های خود به آن متصل شوند .یک استراتژی شارژ هماهنگ برای EV ها در این مقاله بکار گرفته میشود.نشان داده میشود که شارژ EV ها زمانی که توان میتواند از یک فاز به فاز دیگر انتقال داده شود بهبود پیدا میکند.با استفاده از اینورترهای PV با یک اینورتر متعادل ،توان تزریق شده به هر فاز بصورت یک متغییر کنترل پذیر تبدیل خواهد شد که دیگر لازم نیست کل توان تولید شده بصورت مساوی روی هر سه فاز تقسیم شود.این پیشرفت، در نتیجه استفاده از شارژهای EV و اینورتر های PV که میتوانند شبکه را متعادل کنند بدست آمده و در این مقاله مورد بررسی قرار میگیرند.چندین شبیه سازی پخش بار با داده های واقعی یک تاثیر مثبت بر روی تلفات سیستم ،ولتاژ شبکه‌ و عدم تعادل ولتاژ را نشان می دهد.سرانجام یک کنترل کننده ای محلی برای کنترل تعادل بین فازها، زمانی که یک کانال ارتباطی در زمان حقیقی موجود نیست پیشنهاد داده میشود.

فهرست مطالب

1.چکیده

2.مقدمه(نفوذ زیاد ژنراتورهای فتو ولتاییک توزیع شده و وسایل الکتریکی ممکن است منجر به ایجاد مشکل برای کیفیت توان در شبکه های توزیع ولتاژ پایین(LV) شوند.شبکه های توزیعLV .........)

3.شبکه شبیه سازی شده(شبکه استفاده شده برای شبیه سازی یک شبکه LV معمولی در بلژیک که .........)

4.. شارژ هماهنگ EV ها با بار متعادل بوسیله اینورترهای PV وشارژ های EV (یک الگوی شارژ هماهنگ مشهور برای EV ها مینیمم کردن واریانس بار است که ........)

5.شارژ محلی EV ها با متعادل کردن بار بوسیله بوسیله اینورتر های PV و شارژر های EV(نیاز به زیر ساخت ارتباطی و مشکل محاسبات زیاد عیب های اصلی برای الگوریتم شارژ هماهنگ هستند.بنابراین یک شیوه کنترل محلی ساده و خوب که به متکی به هیچ ارتباط و پیشبینی باری ندارد ....

)

6.نتیجه گیری(تاثیر شبکه در افزایش مقدار شارژ EV و تولید PV اگر ....)

طراحی مدار اینورتر فرکانسی

طراحی مدار اینورتر - مبدل فرکانسی

مبدلهای جریان مستقیم به متناوب با نام اینورتر شناخته می شوند . وظیفه یک اینورتر تبدیل یک ولتاژ ورودی مستقیم به یک جریان و لتاژ خروجی متناوب و متقارن با دامنه و فرکانس مورد نظر است.ولتاژ خروجی می تواند در فرکانس ثابت یا متغییر ،مقداری ثابت یا متغییر داشته باشد. ولتاژ خروجی را می توان با تغییر ولتاژ ورودی مستقیم و ثابت بوده و قابل کنترل نباشد، می توان با تغییر بهره اینورتر ،یک ولتاژ متغییر را در خروجی به دست آورد.که این عمل معمولا به وسیله کنترل مدولاسیون (pwm) در داخل اینورتر صورت می گیرد.بهره اینورتر را می توان برابر با نسبت ولتاژ متناوب خروجی به ولتاژ مستقیم ورودی تعریف کرد.

دستگاه مبدل برق1200 وات

خلاصه ای از مزایای مبدل به ترتیب اهمیت:

1- دارای گارانتی تعویض یکساله بدون قید و شرط از زمان تحویل
2- مجهز به سیستم هشدار دهنده کاهش باطری و قطع به موقع قبل از تخلیه باطری و جلوگیری از خوابیدن باطری ( حفاظت از باطری ماشین )
3- مجهز به سیستم فیوز تمام اتوماتیک الکترونیکی
4- دارای سیستم قطع اتوماتیک در حالت اتصال معکوس قطب های باطری و یا اتصال کوتاه خروجی ( در نوع چینی درصورت اتصال معکوس قطب های باطری دستگاه از کار می افتد )
5- ذکر توان حقیقی کارکرد دستگاه ( در مدل های چینی توان دستگاه 40 درصد تا دو برابر بیشتر ذکر می گردد )
6- قیمت بسیار مناسب
7- تمام اتوماتیک
8- مجهز به کنترلر جهت کنترل عملکرد دستگاه
9- خروجی برق با ولتاژ و فرکانس ثابت بدون نوسان در آمپراژ و ولتاژ و مجهز به سیستم آنتی شوک
10- دارای دو خروجی برق 220 ولت شهری
11- سبک و کم حجم ، زیبا و کاربردی با بدنه فلزی و مقاوم در برابر ضربه
12- تنوع بالا در تولید با توان های مختلف
13- تلفات کمتر از یک درصد در تبدیل برق 220 ولت
14- تولید برق متناوب شبه سینوسی
15- امکان استفاده از سیم سیار تا 100 متر فاصله بدون ایجاد افت ولتاژ
16- سازگارترین دستگاه برای تبدیل برق خروجی از پنل های خورشیدی و سایر انرژی های نو
17- قابل استفاده برای همگان با کاربری بسیار ساده
18- امکان ساعت ها کارکرد دستگاه در زمان خاموش بودن خودرو بدون نگرانی از تخلیه باطری ماشین
19- خاموش شدن دستگاه به صورت اتوماتیک درصورت افزایش حرارت مدار جهت افزایش طول عمر دستگاه
20- صد درصد ایزوله
و ...

لازم به ذکر است که هر تبدیل ( اینورتر ) حتی مدل های چینی یکبار مصرف هم صد درصد ایزوله هستند و بعضی فروشندگان فقط جهت تبلیغات به این نکته اشاره دارند و یا فقط یک مزیت را مطرح می نمایند.
مدل 200 وات به فندکی ماشین و مدل های 500 وات به بالا به صورت گیره به باطری ماشین وصل می گردد.