دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
پایان نامه برق قدرت - بررسی اثر تابش و دما بر سامانه های فتوولتاییک (مطالعه موردی استان بوشهر)
54 صفحه در قالب word
فهرست مطالب
چکیده
مقدمه
فصل اول:بررسی ساز و کار و فرایند سیستم های فتوولتاییک
مقدمه
1-1تاریخچه فتوولتاییک
1-2 فرایند کاری سامانه های فتوولتاییک
1-3 ادوات سیستم های فتوولتاییک
1- 4چالش های موجود در استفاده از سیستم های فتوولتاییک
1-5 انواع سامانه های فتوولتاییک
1-6 محل های استفاده کننده از سیستم های فتوولتاییک
1-7 مزایا و معایب سیستم های فتوولتاییک
1-8 میزان استفاده از سامانه های فتوولتاییک در جهان
1-9 استفاده از سیستم فتوولتاییک در معماری ساختمان ها 30
فصل دوم:عوامل موثر بر سامانه های فتوولتاییک و میزان آنها در استان بوشهر
مقدمه
2-1 معرفی عوامل موثر بر سامانه های فتوولتاییک
2-2 اثر تابش و میزان آن در استان بوشهر
2-3 اثر دما و میزان آن در استان بوشهر
2-4 اثر باد و میزان آن در استان بوشهر
2-5 اثر رطوبت هوا و میزان آن در استان بوشهر
فصل سوم: مدل سازی و شبیه سازی سیستم فتوولتاییک
مقدمه
3-1 مدل مداری سامانه های فتوولتاییک
3-2 نرم افزار سیمولینک متلب
3-3 روش های کنترل کننده نقطه بیشینه توان
3-4 نحوه شبیه سازی سیستم فتوولتاییک
3-5 نتایج حاصل از شبیه سازی سیستم فتوولتاییک
فصل چهارم: نتیجه گیری
نتیجه گیری
پیشنهادها و محدودیت ها
منابع و مآخذ
منابع فارسی
منابع غیر فارسی
چکیده
اگر قرن 19 را قرن زغال سنگ و قرن 20 را قرن نفت بدانیم، قرن 21 دوران به کارگیری انرژی خورشیدی خواهد بود. میزان مصرف انرژی در این دوران از اهمیت بسیاری برخوردار است. از این رو کشف منابع جدید انرژی می تواند بخش عظیمی از مشکلات موجود را حل کند. در بین منابع مختلف انرژی، انرژی خورشیدی به دلیل نامحدود بودن و سازگاری با محیط زیست، منبع بسیار مناسبی به شمار می رود و امروزه به کارگیری آن رو به گسترش است. استفاده از انرژی خورشیدی به روش های گوناگونی صورت می گیرد. از جمله این روش ها، سیستم فتوولتاییک است که در این نوشتار به بررسی بهینه سازی بهره برداری از آن پرداخته می شود.
کلید واژه :فتوولتاییک،عوامل موثر،شبیه سازی،متلب
مقدمه
دانش بشری امروزه به این نتیجه رسیده است که ساختار ذاتی تمام عالم هستی از انرژی ساخته شده است.اجرام تشکیل دهنده جهان هستی از اجرام بسیار ریز میکروسکوپی گرفته تا اجرام بسیار برزگ مانند ستارگان و سیاره ها دارای ساختاری مشابه به صورت توده ای از انرژی هستند. بی شک رشد و پیشرفت در زمینه های مختلف می تواند تا حد زیادی بر استفاده از انرژی متکی باشد.بشر با علم به این موضوع از صد ها سال پیش در پی افزایش میزان بهره یری از انرژی بوده است.از دیر باز تاکنون یکی از مهمترین دغدغه ملت ها دسیابی به یک نیروی بلفوه برای کمک گرفتن از آن در راستای بهبود زندگی خود بوده است.در گذشته اولین نوعی از انرژی که به صورت تخصصی مورد استفاده قرار گرفته است انرژی گرمایی از آتش و انرژی آب بوده است.بدون شک می توان چوب که یکی از مواد اولیه ایجاد آتش است را به عنوان منبع بالقوه انرژی در گزشته دانست.کم کم با پیشرفت بشر نفت و ذغال سنگ و... وارد چرخه سوخت شدند که هنوز هم بعضی از سوخت های فسیلی مانند نفت و مشتقات آن در جهان مورد استفاده قرار می گیرد.شاید بتوان گفت در پی کشف راهکار استفاده از سوخت های فسیلی مانند نفت و ذغال سنگ بود که بشریت را صد ها سال به جلو انداخت و باعث شد تا جامعه بشری به وضع حاظر برسد.
متاسفانه پس از گذشت چند دهه از کشف سوخت های فسیلی بشر با مشکلات جدیدی روبرو گشت.مشکلاتی از قبیل پایان پذیری سوخت های فسیلی ، آلودگی زیست محیطی و نیز پراکندگی بسیار زیاد آنها ، به طوریکه شاید بتوان گفت اکثر کشور های دنیا از این نعمت طبیعی بی بهره هستند باعث گشت تا دانشمندان و محققان قرون اخیر به دنبال جایگزین مناسب ، برای سوخت های فسیلی باشند.
این سوخت جایگزین نیز خود باید دارای ویژگی های ساختاری و خاصیت های زیست محیطی خاصی باشد.انتظاری که از سوخت و انرژی جاگزین می رود این است که نه تنها بتواند مشکلات ناشی از سوخت های فسیلی را جبران کرده بلکه باید از دیگاه اقتصادی نیز مقرون به صرفه باشد.در طول سده اخیر سوخت ها و منابع مختلف انرژی به عنوان سوخت و انرژی جایگزین ، معرفی گشته اند.از جمله مهمترین منابع انرژی تجدید پذیر عنوان شده می توان از انرژی خورشیدی و انرژی بادی یاد کرد.خورشید به عنوان یکی از مهمترین منابع تامین انرژی جهان از دیر باز مورد توجه بشر قرار گرفته است.
خورشید کره ای به قطر تقریبی کیلومتر می باشد،که در فاصله متوسط کیلومتری زمین قرار گرفته است.این کره را می توان به طور کلی راکتور طبیعی بسیار بزرگ دانست که روزانه حدود 350 میلیارد تن از جرمش بر اثر گداخت هسته ای به انرژی به انرژی تبدیل می شود.
سهم کره زمین از کل انرژی تابشی خورشید است که این رقم 10000 برابر کل مصرف انرژی های سالیانه روی زمین است.
انرژی خورشیدی به دلیل دو مولفه مثبت پایان ناپذیری و همچنین پاک بودن می تواند به خوبی نقش سوختی جایگزین برای سوخت های فسیلی را ایفا نماید.امروزه از انرژی خورشیدی به دوصورت استفاده از گرما و نور بهره برده می شود.
آبگرمکن های خورشیدی ، استفاده از گرمای خورشید در ایجاد کوره های خورشیدی ،استفاده از منعکس کننده های CPS جهت متمرکز کردن نور خورشید و سپس استفاده از انرژی حرراتی خورشید جهت استفاده در نیروگاهی تبخیر را می توان به عنوان نمونه هایی از استفاده از حرارت خورشید نام برد.یکی دیگراز موارد استفاده ، که هدف این پروژه نیز می باشد بهره بری مستقیم از نور خورشید برای تولید الکتریسیته بدون استفاده از ابزار های متحرک است.
کشف این پدیده در سال1839 به دست دانشمند فرانسوی به نام ادموند بریکول که بعد ها با توجه به مکانیسم تولید برق در آن فتوولتاییک نام گرفت تحولی شگرف در راستای انرژی های پاک و تجدید پذیر ایجاد نمود. به دلیل ارزان بودن و نیز نگاه اشتباه پایان ناپذیر بودن سوخت های فسیلی نتوانست آنچنان که شایسته است مورد توجه جامعه جهانی آن روزگار قرار گیرد.اما در سال های اخیر با مشخص شدن جنبه های مثبت این انرژی توانسته است جایگاه خود را در میان بقیه سوخت های جایگزین بیاید.امروزه در اکثر کشور های توسعه یافته جهان استفاده از سیستم فتوولتاییک به عنوان منبع اصلی تولید برق امری مرسوم است.
یکی از مولفه های اصلی یافتن محل مناسب جهت نصب و بهره برداری از سیستم های فتوولتاییک مقدار ساعات آفتابی منطقه مورد نظر است.استفاده از انرژی خورشیدی در کشور انگلستان ، با تابش 9 مگا ژول در متر مربع در روز به صورت اجباری در آمده است و خانه های نوساز مجبور به نصب پانل ها در قسمت سقف ساختمان هستند .
از طرفی کشور ایران با داشتن میزان تابش روزانه آفتاب4 کیلووات ساعت بر متر مربع و متوسط ساعات آفتابی 2800 ساعت در سال از کشور های مستعد جهت اسفاده از سیستم های فتوولتاییک است
از جمله فواید استفاده از سیستم های فتوولتاییک می توان به کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی ، به تعویق انداختن توسعه شبکه ،کاهش تلفات در خطوط انتقال، صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی و ذخیره سازی آنها،جلوگیری از آلودگی بیشتر از ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد.
از موارد بازدارنده نیز می توان به هزینه بسیار بالای شروع کار نیروگاه ، پایین بودن توان تولیدی ، دیر بازده بودن به نسبت سوخت های فسیلی ، نیاز به زمین با مساحت زیاد و در بعضی موارد قیمت بالای تجهیزات فتوولتاییک اشاره کرد.
در میان عوامل بازدارنده ذکر شده مهمترین عامل بازدارنده مربوط به مساله اقتصادی پروژه می باشد که این امر نیاز به توجیه اقتصادی این گونه پروژه ها را در ذهن تداعی می کند.در طول چند دهه اخیر توجیه اقتصادی این گونه پروژه ها در سال های مختلف و به شیوه های گوناگون صورت گرفته است.
در سال1382 (کهرباییان،هرسینی) در مقاله ای تحت عنوان "بررسی امکان استفاده از سیستم های فتوولتاییک برای تامین برق روستاهای دور از شبکه" با بررسی و مقایسه هزینه انتقال برق به روستاهای دور افتاده در مقابل تولید برق به وسیله سیستم های فتوولتاییک در محل،به این نتیجه دست یافتند که تولید بوسیله سیستم های فتوولتاییک در نقاط دور افتاده توجیه اقتصادی دارد.
در سال 1385 (پارسا مقدم،یوسفی ، دشتی) در مقاله ای تحت عنوان" برآورد اقتصادی سیستم های فتوولتاییک متصل به شبکه در داخل و خارج از کشور" با محاسبه هزینه تمام شده برق فتوولتاییک در ایران و خارج از کشور و در مقایسه با قیمت برق تولیدی از طریق سوخت های فسیلی به این نتیجه دست یافتند که با سیاست های فعلی دولت ، تولید انرژی از طریق سیستم های فتوولتاییک برای بخش خصوصی مقرون به صرفه نمی باشد.در پایان نیز تولید پراکنده سیستم های فتوولتاییک برای روستاهای صعب العبور پیشنهاد شده است.
در سال1385 (بهادری نژاد،فرهمندپور) در مقاله ای تحت عنوان" طراحی و بررسی اقتصادی سیستم برق خورشیدی برای یک ساختمان اداری در تهران " به بررسی اقتصادی نصب سیستم های خورشدی برای یک ساختمان اداری در شرایط اقلیمی تهران پرداختند.در این مقاله بهای برق تولیدی برای ماژول های ساخت ایران 3830 ریال برای هر کیلووات ساعت محاسبه شده است.در نهایت نتیجه گرفته شده است با توجه به سیاست های فعلی(سال 1385 ) استفاده از سیستم فتوولتاییک برای تولید برق مصرفی یک ساختمان در شرایط اقلیمی در تهران مقرون به صرفه نمی باشد.
در سال1389 (حسنی و جورابیان) در مقاله ای تحت عنوان " بررسی فنی و اقتصادی نیروگاه فتوولتاییک یکصد کیلوواتی " هزینه هر کیلووات برق فتوولتاییک را 2871 ریال به دست آوردند و در نهایت نتیجه گرفتند که حتی با آزاد سازی یارانه ها و افزایش مبلغ برق به 773 ریال ،باز هم احداث نیروگاه فتوولتاییک صرفه اقتصادی ندارد.البته این محاسبات با عدم احتساب شبکه توزیع بوده است و درصورت محاسبه هزینه انتقال به نقاط دور دست قطعا نتیجه متفاوت خواهد بود.
از سویی دیگر محققان امیدوارند با بهینه سازی ماژول ها و دیگر ادوات سیستم های فتوولتاییک بتوانند هزینه برق تولیدی توسط اینگونه مولد ها را کاهش دهند. در سال های اخیر تلاشهای زیادی در این زمینه صورت گرفته است.برای مثال می توان به استفاده از ماژول های مونو کریستال در مقابل انواع دیگر ماژول ها اشاره کرد.این امر تا حد زیادی توانسته است در راستای افزایش راندمان ماژول ها موثر باشد.
یکی دیگر از راه های افزایش بازدهی سامانه های فتوولتاییک شناخت فاکتور های تاثیر گزار بر سامانه ها و نیز بهبود عملکرد سامانه ها می باشد.عوامل مختلفی از جمله سرعت باد ،رطوبت،تابش،دما،سایه گزاری و .... می تواند بر عملکرد این گونه سامانه ها تاثیر گزار باشند.از میان عوامل نام برده دو عامل تابش و دما کلیدی ترین نقش را در میزان فاکتور کارایی سیستم را دارند.از این رو در جهان حقیقات گسترده ای در راستای شناخت این عوامل صورت گرفته است.
برای نمونه (رزاقی-موسوی)در سال 1392 در مقاله ای تحت عنوان((آنالیز عملکرد سلول های خورشیدی مبتنی بر تغیرات مقدار دما و تابش))بدون در نظر گرفتن نقطه خاص جغرافیایی سلول های خورشیدی را در مقابل تابش و دما بسیار تاثیر پذیر دانست.
با توجه به اهمیت موضوع در این پایان نامه به بررسی اثر تابش و بر سامانه های فتوولتاییک در منطقه جغرافیایی استان بوشهر پرداخته می شود.
***
در فصل اول این پژوهش ابتدا نحوه تولید الکتریسیته در سلول های فتوولتاییک شرح داده شده و سپس در ادامه به معرفی اجزا یک سیستم فتوولتاییک پرداخته می شود.در ادامه انواع سیستم های فتوولتاییک از نظر متصل به شبکه بودن و یا منفصل از شبکه بودن (تولید جزیره ای) به طور کامل مورد بررسی قرار می گیرد.در آخر موارد کاربرد و نحوه کارایی سیستم های فتوولتاییک و نیز مزایا و معایب سامانه های فتوولتاییک تشریح می شود.
در فصل دوم تمامی عوامل موثر بر افزایش ضریب کارایی و راندمان سیستم های فتوولتاییک مورد بررسی قرار می گیرند.
در فصل سوم به طور اختصاصی به بررسی و مدل سازی سیستم های فتوولتاییک و نیز شبیه سازی این سیستم در نرم افزار متلب پرداخته خواهد شد.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است
