پروژه بررسی فنی، اقتصادی و‌ آنالیز حساسیت استفاده از سیستم هیبریدی بادی-خورشیدی تحت شرایط محیطی

توضیحات:

تحقیق،پروژه،پایان نامه در مورد بررسی فنی، اقتصادی و‌ آنالیز حساسیت استفاده از سیستم هیبریدی بادی-خورشیدی تحت شرایط محیطی استان لرستان  رشته برق قدرت در 70 صفحه همراه با رعایت اصول روش تحقیق در قالب word و قابل ویرایش همراه با جزئیات کامل

چکیده:

هر ساله به خاطر افزايش ميزان آلودگي هوا، گرمتر شدن زمين و افزايش قيمت سوختهاي فسيلي، ميزان به كار گيري منابع توليد پراكنده تجديدپذير به منظور تأمين توان مصرف كنندگان در حال افزايش است. منابع انرژي تجديدپذير عبارتند از توربين بادي و سلول خورشيدي كه در سطح توليدپراكنده در حالت مستقل از شبكه مورد استفاده قرار ميگيرند. با توجه به اينكه توان توليدي اين منابع به صورت نوساني مي باشد، لذا حضور باتري در كنار اين منابع موجب افزايش قابليت اطمينان شبكه ميشود. در اين مقاله به منظور تأمين توان بار مصرفی  دور از شبكه ي اصلي واقع دراستان لرستان شهرستان ازنا ، سیستم هیبرید متشكل از توربين بادي، سلول خورشيدي و باتري در نظر گرفته شده است.که بهينه ترين آرايش به منظور تأمين توان با در نظر گرفتن قیود،  توسط نرم افزار HOMER طراحی شده است.سیستم هیبریدی متشکل از فتوولتائیک، ،مبدل و باتری بگونه ای طراحی شده است که بار الکتریکی ساختمان مسکونی مورد نظر در طول بیست وپنج سال عملکرد با قابلیت اطمینان بالاو کمترین ارزش فعلی خالص هزینه ها تامین گردد.

کلمات کلیدی: توربین بادی،آرایه های خورشیدی ، توربین بادی،استان لرستان ، آنالیز حساسیت، نرم افزار .HOMER

فهرست مطالب:

چکیده    1

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1-مقدمه         2

1-2-طرح موضوع  3

1-3-اهداف پژوهش           4

1-4- سوالات وفرضیه‌ها     4

1-4-1- فرضیات    4

1-4-2-سوالات     4

1-5-خلاصه فصل  4

فصل دوم: ادبیات وپیشینه تحقیق

2-1-مقدمه         5

فصل سوم: معرفی منابع انرژی خورشیدی و بادی

3-1-مقدمه         10

3-2-میزان تقاضای جهانی انرژی      11

3-3 -مروري بر توسعه تاريخي انرژيهاي تجديدپذير       12

3-4-روند توسعه توربين هاي بادي   13

3-5-روند توسعه سلولهاي فتوولتائيك:          13

3-6- وضعیت انرژی های تجدید پذیر خورشید و بادی در ایران     14

3-7-كاربردهای انرژی خورشیدی      14

3-8-كاربردهای سلول های فتوولتائیک          14

3-9-طبقه بندی سیستم های فتوولتائیک از لحاظ کاربری:       15

3-9-1-واحدهای فتوولتائیک متصل به شبکه  15

3-9-2-واحدهای فتوولتائیک مستقل از شبکه            16

3-10-آرایه های فتوولتائیک 17

3-11-زاویه نصب پنل فتوولتائیک      18

3-12-شارژ کنترلر 19

3-12-1-وظایف شارژ کنترلر خورشیدی          20

3-12-2-شارژ کنترلر PWM :            20

3-12-3-شارژ کنترلر MPPT :           21

3-13 -باتری ها:   22

3-14-پتانسیل انرژی بادی در ایران   22

3-15-سیستم‌های بادی    23

3-16-انواع توربین های بادی           27

3-16-1-توربین های محور افقی      28

3-16-2-توربین های محور عمودی   28

3-16-3-توربین از نوع Savnoius       30

3-17-چرخش توربینهای بادی برپایه نیروی درگ          30

3-18-چرخش توربینهای بادی بر پایه نیروی لیفت        30

3-19-ظرفیت نصب شده انرژی های تجدید پذیر در ایران            31

3-20- خلاصه فصل سوم    33

فصل چهارم: بررسی فنی،اقتصادی و آنالیز حساسیت استفاده از سیستم هیبریدی بادی- خورشیدی

4-1-مقدمه         34

4-2–سیستم ترکیبی پیاده سازی شده در نرم افزار    36

4-3-اطلاعات مورد نیاز بهینه سازی 36

4-3-1- پروفایل بار الکتریکی            36

4-3-2-شدت تابش           37

4-3-3- سرعت باد            38

4-3-4-آرایه ی خورشیدی   38

4-3-5-بانک باتری 41

4-3-6-مبدل قدرت            42

4-3-7-توربین بادی           43

4-4- نتایج بهینه سازی     43

4-5- نتایج اندازهیابی       46

4-6- نتایج هزینه  46

4-7-سهم هریک از منابع در تامین انرژی بار مورد نظر  48

4-8-عملکر د سیستم بهینه طراحی شده    49

4-9-نتایج شبیه سازی با در نظر گرفتن آنالیز حساسیت          51

4-10- نتیجه گیری            53

فصل پنجم: نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات

5-1- نتیجهگیری   54

5-2-پیشنهادات   55

مراجع    56

فهرست جداول

جدول (3-1): بازده پنل های فتوولتاییک برای حالت های نصب مختلف]26[.          19

جدول (4-1): مشخصات  فنی به پنل استفاده شده] 30[.        40

جدول (4-2): قیمت هزینه های  پنل خورشیدی]29[.   40

جدول (4-3): قیمت هزینه های  باتری]29[.   41

جدول (4-4): قیمت هزینه های  مبدل قدرت]29[.       42

جدول (4-5): قیمت هزینه های  توربین بادی]29[.      43

جدول (4-6): فضای جستجوی بهینهسازی برای سیستم مورد مطالعه   44

جدول (4-7): نتایج بهینه سازی سیستم ترکیبی مستقل از شبکه به ترتیب کمترین هزینه            45

جدول (4-8): نتایج بهینه سازی سیستم ترکیبی مستقل از شبکه        45

جدول (4-9): نتایج بهینه سازی انواع سیستم ترکیبی با اعمال مقادیر آنالیز حساسیت     51

فهرست نمودارها

نمودار (3-1): مصرف جهانی انرژی از سال 1990-2035 11

نمودار (3-2): مصرف انرژی اولیه به تفکیک انواع سوخت          12

نمودار (3-3): متوسط رشد سالانه توربين هاي بادي]23[.       13

نمودار (3-4): متوسط رشد سالانه آرایه های  خورشیدی        13

نمودار (3-5): سهم نیروگاه های تجدید پذیر تا اردیبهشت 97 در ایران      32

نمودار (3-6): ظرفیت نصب شده نیروگاه های تجدید پذیر  از سال 95 تا اردیبهشت 97 در ایران]24[.  32

نمودار (4-1): پروفایل بار مصرفی واقعی روزانه در فصل تابستان 37

نمودار (4-2): پروفایل بار شبیه سازی شده در نرم افزار            37

نمودار (4-4):  پروفایل مقادیر میانگین ماهانه سرعت وزش باد  38

نمودار (4-5): منحنی هزینه آرایه خورشیدی 41

نمودار (4-6): منحنی هزینه باتری   42

نمودار (4-7): منحنی هزینه باتری برای سیستم مستقل از شبکه        42

نمودار (4-8): منحنی هزینه وتوان خروجی توربین بادی           43

نمودار (4-9): نتایج هزینه سیستم برای یک دوره 25 ساله       46

نمودار (4-10): نتایج هزینه اجزای سیستم برای یک دوره 25 ساله        47

نمودار (4-11): نتایج هزینه سالانه سیستم  47

نمودار (4-12): نتایج هزینه سالانه اجزای سیستم     48

نمودار (4-13): میزان انرژی تولیدی سیستم بهینه بادی – خورشیدی     48

نمودار (4-14): پروفایل بار روزانه در یک روز تابستانی  49

نمودار (4-15): توان خروجی پنل خورشیدی در یک روز تابستانی           49

نمودار (4-16): توان خروجی توربین بادی در یک روز تابستانی   49

نمودار (4-17): توان ورودی و خروجی باتری در یک روز تابستانی            50

نمودار (4-18): توان ورودی مبدل قدرت در یک روز تابستانی      50

نمودار (4-19): توان خروجی مبدل قدرت در یک روز تابستانی    50

نمودار (4-20): عملکرد سیستم بهینه در یک روز تابستان        50

نمودار (4-21): عملکرد سیستم در یک روز زمستان    51

نمودار (4-22): منحنی آنالیز حساسیت        52

فهرست شکل ها

شکل (3-1): سهم تقریبی انرژی های تجدید پذیر از تولید برق جهانی تا سال 2016          12

شکل (3-2): نقشه میزان تابش خورشید در ایران       14

شکل (3-3): سیستم فتوولتاییک متصل به شبکه      16

شکل (3-4):  سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه   16

شکل (3-5): نحوه تولید انرژی الکتریکی توسط آرایه های خورشیدی      17

شکل (3-6): ساختار آرایه های خورشیدی    18

شکل (3-7): پنل فتوولتائیک با سیستم ردیاب           19

شکل (3-8): شارژ کنترلر PWM       21

شکل (3-9): شارژ کنترلر MPPT      21

شکل (3-10): پتانسیل انرژی باد در ایران      23

شکل (3-11): شماتیک نحوه اتصال سیستم بادی مستقل از شبکه      25

شکل (3-12): شماتیک نحوه اتصال سیستم بادی مستقل از شبکه      26

شکل (3-13): توربین محور افقی    27

شکل (3-14): جهت نیروی ایرودینامیکی درک و لیفت  27

شکل (3-15): توربین کلاسیک DARRIEUS از نوع تخم مرغی شکل       29

شکل (3-16): توربین 5 پره ای از نوع H-TYPE از انواع توربین های DARRIEUS     29

شکل (3-17): انواع روتورهای DARRIEUS[24]           29

شکل (3-18):  توربین از نوع SAVNOIUS[24]            30

شکل (3-19): چرخش  بر پایه نیروی دراک[24]          30

شکل (3-20): چرخش بر پایه نیروی لیفت[24]           31

شکل (3-21): موقعیت جغرافیای نیروگاه های تجدید پذیر در ایران           33

شکل (4-1): سیستم مورد مطالعه مستقل از شبکه  36

نمودار (4-3): پروفایل مقادیر میانگین ماهانه انرژی خورشیدی شهرستان ازنا       38

شکل (4-2): مدار معادل سلول فتوولتائیک خورشیدی 39

شکل (4-3): نتایج هزینه سیستم ترکیبی با اعمال مقادیر آنالیز حساسیت  کمترین شدت تابش و  بیشترین سرعت وزش باد  52

شکل (4-4): نتایج هزینه و سیستم ترکیبی با اعمال مقادیر آنالیز حساسیت بیشترین شدت تابش و کمترین سرعت وزش باد 52

شکل (4-5): نتایج هزینه وانواع سیستم ترکیبی با اعمال مقادیر آنالیز حساسیت کمترین شدت تابش و کمترین سرعت وزش باد          53

شکل (4-6): نتایج هزینه وانواع سیستم ترکیبی با اعمال مقادیر آنالیز حساسیت بیشترین شدت تابش و بیشترین سرعت وزش باد     53