بررسي پديده و سيستم فتوولتائيك (فوتو ولتائيك) در حضور بار

چکیده
با توجه به نیاز روز افزون جهان به انرژی و همچنین محدود بودن منابع انرژی فسیلی، ضرورت استفاده از انرژی های تجدید پذیر را بیش از بیش نمایان می کند .انرژی خورشیدی از مهمترین صور انرزی های تجدید پذیر است.استفاده از PV بعنوان یک منبع تولید پراکنده با وجود مزایای فراوان ان مشابه منابع پراكنده ديگر داراي معايبي مي باشد كه بايستي تمهيدات لازم جهت مقابله و رفع اين مشكل ها انجام شود در غير اين صورت خسارت هاي قابل توجه هم به منبع DG و هم به ادوات شبكه از جمله ترانس ها وارد مي شود.
در اين پروژه سعي شده است برخي از اين مشكل ها و راه هاي مقابله با انها توضيح داده شود .از جمله به مساله جزيره شدن ناخواسته و افزايش و افت ولتاژ اشاره شده است.در ادامه مطالبي مربوط به شرايطي كه از نظر بحث كيفيت توان يك سيستم PV بايد داشته باشد تا بتواند به شبكه وصل شود و ارضاي شرايط استانداردهاي مختلف و نحوه اندازه گيري كميت هاي كيفيت توان بيان مي شود .سپس در مورد قابليت اطمينان سيستم هاي PV و تاثيري كه ساختار اينورتر PV بر قابليت اطمينان آن دارد بحث مي شود كه مشخص مي شود PV با چند اينورتر قابليت اطمينان بالا از خود نشان مي دهد اما هزينه بيشتري را مي طلبد بنابراين روشي بيان مي شود تا تعداد اينورتر هاي PV بهينه شود.
در اخر با توجه به اینکه هر مزیتی بدون صرف هزینه های دیگر حاصل نمی شود نیاز به وجود سیستم های حفاطتی و روش های کنترلی دقیقی می باشد تا در تبادل توان بین شبکه و سیستم PV خسارت هنگفتی به هر دو وارد نشود،
و توضیح داده میشود برای غلبه بر مشکل نا هماهنگی بین سلول های خورشیدی و بار داده شده باید از تعیین مکان نقطه توان ماکزیمم استفاده کرد.
هدفی که در بخش 2 دنبال می شود یافتن شیوه ی مناسب برای آشکار سازی نقطه توان حداکثر و شیوه ای است که موجب می شود سیستم نزدیک این نقطه کار کند.

فهرست مطالب :
چکیده    1
فصل اول : سیستم های فتوولتاییک    3
1-1 سیستم فتوولتائیک    3
1-1-1 مزایا و معایب سیستمهاي فتوولتائیک    5
1-1-2 تکنولوژی ساخت PV [9]    7
ساختمان سلول    7
1-2  سه بخش عمده  سیستم هاي فتوولتائیک    8
1-2-1 پنلهاي خورشیدي در سیستم فتوولتائیک    9
مشخصه پنلها بر اساس تابش و دما    9
1-2-2 بخش واسطه    10
واحد تبدیل توان(اینورتر)    10
1-2-3 مصرف کننده یا بار الکتریکی    11
1-3 نیروگاههای فتوولتائیک    12
انواع کاربردهای سیستمهاي فتوولتائیک    13
1-3-1 سیستم هاي مستقل از شبکه سراسري برق (Stand Alone)    13
1-3-2 سیستم هاي متصل به شبکه سراسري برق (Grid Connected)    14
الف) بار AC و اتصال به شبکه    15
ب) بار AC و DC واتصال به شبکه    15
1-3-3 سیستم هاي هیبرید    16
1-4 مدل سازی آرایه فتوولتاییک    17
1-4-1 مدل آرایه خورشیدی در matlab  و پاسخهای سیستم    17
فصل دوم : اتصال PV به شبکه    19
2-1 مشکلات حاصل از اتصال  pvبه شبکه:[2],[3]    19
2-1-1جزیره ای شدن غیر عمدی سیستم PV    20
2-1-1-1 تشخیص  جزیره شدن    21
الف-تشخیص  جزیره شدن بروش تغییرات توان راکتیو    21
ب- تشخیص  جزیره شدن بروش اندازه گیری ادمیتانس:    23
2-1-2 تزریق جریان DC :    24
2-1-3 مشکل افت گذرای محدود ولتاز    25
2-1-4-1حذف اضافه ولتاژ    28
الف- استفاده از باطری جهت کنترل ولتاژ خروجی    29
ب- روش کنترل انتگرالی(ICS):    30
2-2 استانداردهای لازم کیفیت توان PV جهت اتصال به شبکه    32
2-2-1 سیستم اندازه گیری کیفیت انرزی الکتریکی PV [4]    32
2-3 قابلیت اطمینان سیستم PV:[5]    34
2-3-1 ساختار اینورتر وتاثیر آن بر محاسبه ضریب اطمینان    35
2-3-2 تعداد اینورتر بهینه برای بهبود قابلیت اطمینان    42
فصل سوم : نحوه ایجاد MPPT در آرایه های PV    46
3-1 تئوری مجموعههای فازی    46
3-2 مشخصه I-V    48
3-3اندازهگیری آرایه مرجع[11]:    48
3-4 استراتژی پیل راهنما چند برابر شدهی جریان: [12]-[13]    48
3-5 رویکرد تطبیق دهندهی امپدانس دینامیکی:[13]    48
3-6 معیار نوسان-خودکار:[14]    49
3-7 استراتژی اتصال بهینه    49
3-8 مشخصهی مدولهای خورشیدی تحت راهحلهای اتصالی مختلف:    50
3-9 کاربرد    53
3-9-1 بار مقاومتی:    53
3-9-2 بار دینامیکی:    56
فصل چهارم : کنترل مقاومMPPT    58
4-1 بکار گیری مدار چاپر boost    59
4-1-1 تابع تبدیل چاپر buck-boost    60
4-1-2 پاسخ پله    63
4-1-3 کنترلر ولتاژ آرایهی PV    63
4-1-4 فلوچارت و مدل سیستم    65
Plant  مورد آزمایش    66
4-1-5 سیستم تحت آزمایش    69
4-1-6 نتایج آزمایش    74
4-2 خازن identifier    76
فصل پنجم  : نتیجه گیری    79
منابع :    82