طراحی یک نیروگاه خورشیدی در منطقه شهریار
به خوبی شناخته شده است که رشد سریع کسب و کار و جمعیت فشار بیشتری بر منابع انرژی جهان وارد می کند. قیمت انرژی نیروگاه فتوولتائیک خورشیدی نقش مهمی در توسعه تولید بزرگتر برق خورشیدی ایفا می کند. از این رو مهمتر است که روش و تکنیک های جدید برای کاهش هزینه نیروگاه خورشیدی را توسعه دهیم.
این مقاله نتیجه طراحی یک نیروگاه خورشیدی در منطقه شهریار است. تولید کل حدود ۳۹۰۰ مگاوات در سال، سالانه شرایط مطلوب برای توسعه سیستم های انرژی خورشیدی فتوولتائیک را به طور عمده به علت تابش زیاد روزانه در این منطقه نشان می دهد. در این تحقیق از نرم افزار PVSYST برای محاسبه و طراحی تمام بخش های این نیروگاه استفاده شده است.
ایران دارای پتانسیل انرژی خورشیدی
ایران دارای پتانسیل انرژی خورشیدی بزرگ است. توسعه سیستم های انرژی خورشیدی مستلزم آگاهی دقیق از تابش خورشید ایران است. با افزایش آگاهی از پایداری و افزایش تقاضا برای منابع انرژی تجدید پذیر، صنعت خورشیدی نقش مهمی در ارائه چنین راه حل ایفا می کند. در واقع انرژی خورشیدی فرصتی برای تولید برق تمیز فراهم می کند که می تواند به سبک زندگی پایدار منجر شود. تابش خورشیدی که به سطح زمین می رسد، اصلی ترین منبع انرژی تجدیدپذیر است. در سال های اخیر، مصرف انرژی خورشیدی در برنامه های مختلف به طور قابل توجهی افزایش یافته است.
تصویر زیر کلیک نمایید تا مناسب ترین کشورها برای استفاده نیروگاه خورشیدی را مشاهده کنید .
با توجه به استانداردهای بین المللی، اگر متوسط انرژی خورشیدی روزانه بیش از ۳٫۵ کیلووات ساعت در هر متر مربع (۳۵۰۰ کیلو وات ساعت) باشد، استفاده از ماژول های خورشیدی مانند مجموعه های خورشیدی یا سیستم های فتوولتائیک بسیار مقرون به صرفه است.
انرژی خورشیدی در بسیاری از نقاط ایران بسیار بالاتر از میانگین بین المللی است و در برخی از نقاط آن از ۷ تا ۸ کیلو وات ساعت در مترمربع اندازه گیری می شود. با این حال، میانگین اشعه خورشیدی در سطح ایران حدود ۴٫۵ کیلو وات ساعت در مترمربع است.
ایران که ۳۰۰ روز آفتابی در یک سال دارد یکی از بهترین کشورها برای پتانسیل انرژی خورشیدی است. متوسط خورشیدی برای کل ایران حدود ۱۹٫۲۳ مگا جولا در هر متر مربع است و این اطلاعات در بخش مرکزی ایران حتی بالاتر است.
در مورد محل سکونت شهریار شهرستان در استان البرز در ایران است. پایتخت شهرستان شهریار است. در سرشماری سال ۲۰۰۶ جمعیت این شهرستان ۱،۰۴۴،۷۰۷ نفر بود که در ۲۷۳،۸۲۶ خانواده بودند. جمعیت این کشور ۵۱۶،۰۲۲ نفر بوده است که در ۱۳۴،۳۷۸ خانواده قرار دارند.
شهرستان شهریار دارای یک منطقه مرکزی است. این شهرستان هفت شهر دارد: شهریار، سباحشهر، وحیدیه، شاهدشهر. فردوسي، باغستان و انديشه .
اجزای سیستم خورشیدی PV سیستم خورشیدی PV شامل اجزای مختلف بسته به نوع سیستم، محل سایت و برنامه های کاربردی است. اجزای اصلی برای سیستم خورشیدی PV عبارتند از:
- کنترل کننده خورشیدی
- اینورتر
- باتری
- منابع انرژی کمکی و بارها
قطعات اصلی سیستم PV عبارتند از:
- PV Module 2. کنترل شارژ خورشیدی ۳٫ اینورتر ۴٫ Battery Bank SOLAR PV MODULEاین مجموعه ای از سلول های فتوولتائیک (PV) است که همچنین به عنوان سلول های خورشیدی شناخته می شود. برای رسیدن به ولتاژ و جریان مورد نیاز، گروهی از ماژول های PVبه یک آرایه بزرگ هدایت می شوند که آرایه PVرا نامیده اند. یک ماژول PVجزء اصلی هر سیستم PVاست که تبدیل می کند .
نور خورشید به طور مستقیم به برق مستقیم (DC). ماژول های PV را می توان با هم در سری و / یا به موازات ولتاژ و جریان در یک سیستم خاص تحویل داد. جدول ۱ اطلاعاتی از ماژول های PV که برای این نیروگاه انتخاب شده اند را نشان می دهد.
با استفاده از این اطلاعات، پانل های خورشیدی هنگامی که در نور مستقیم خورشید قرار می گیرند، در ظرفیت مطلوب عمل می کنند. سعی کنید موقعیت آرایه فتوولتائیک را مستقیما در خورشید نورانی برای حداکثر کارایی از واحدهای فتوولتائیک بسیار مهم است. تمام اقلام غیر ضروری را حذف کنید یا شاخه هایی که ممکن است نور خورشید را به واحد خورشیدی شما متوقف کند حذف کنید.
مسیر خورشید را در آسمان ردیابی کنید تا تعیین کنید که آیا یک شی بر روی پانل های فتوولتائیک خورشیدی شما سایه می گذارد. برای این پروژه، ما مجبور نیستیم هر شیء را حذف کنیم. پانل ها باید به سمت شمال و زاویه ۱۵ درجه با افق در بهار و تابستان نصب شوند. در پاییز و زمستان باید حدود ۵۶ درجه باشد.
کنترل کننده شارژ
کنترل کننده شارژ خورشیدی کنترل کننده شارژ در نرم افزار خورشیدی و شارژر باتری خورشیدی استفاده می شود. عملکرد آن تنظیم ولتاژ و جریان از آرایه های خورشیدی به باتری به منظور جلوگیری از بیش از حد و بیش از تخلیه است. فن آوری های زیادی وجود دارد
در طراحی کنترل کننده شارژ خورشیدی قرار گرفته است. به عنوان مثال، کنترل کننده شارژ MPPT (حداکثر نقطه ردیابی قدرت) شامل یک الگوریتم برای بهینه سازی تولید سلول یا ماژول PV می باشد. کنترل کننده شارژ خورشیدی – ولتاژ و جریان را که از پانل های PV به باتری منتهی می شود، تنظیم می کند و مانع شارژ باتری و طول عمر باتری می شود.
اینورتر
اینورتر خروجی دیجیتال پانل های PV، توربین بادی را به یک جریان AC تمیز برای دستگاه های AC تبدیل می کند یا دوباره به خط شبکه متصل می شود.
اینورتر جزء مهمی است که در هر سیستم PV استفاده می شود که خروجی قدرت
فعلی جایگزین (AC) مورد نیاز است. این خروجی قدرت فعلی (DC) را از آرایه های خورشیدی یا توربین بادی به برق AC تمیز برای وسایل AC تبدیل می کند.
اینورتر می تواند در بسیاری از برنامه های کاربردی استفاده شود. در برنامه های PV یا خورشیدی، اینورتر خورشیدی نامیده می شود. برای بهبود کیفیت خروجی قدرت اینورتر، بسیاری از توپولوژی ها در طراحی آن مانند PWM (پهنای پالس مدولاسیون) گنجانده شده اند.
ولتاژ و جریان تثبیت
- ولتاژ و جریان تثبیت: برای تامین قدرت بارهای الکتریکی در ولتاژ های پایدار و جریان، با سرکوب یا صاف کردن گذرای که ممکن است در سیستم PV رخ می دهد.
- جریان های پررنگی یا جریان های پیک بالا را به بارهای الکتریکی یا لوازم الکتریکی افزایش دهید. نتایج تطبیق پذیری الزامات اتصال برای کنترل توان راکتیو، ولتاژ و رمپ و ویژگی های انرژی خورشیدی نیازمند راه حل های منحصر به فرد برای طراحی مطلوب است.
برای اطمینان از اینکه گیاهان خورشیدی بزرگ می توانند با موفقیت به شبکه متصل شوند بدون تاثیر بر ثبات یا قابلیت اطمینان شبکه، فرایند طراحی باید شامل توسعه مدل های مناسب برای شبیه سازی گذرا و پویا باشد.
سپس ابزار و مدل های شبیه سازی برای تعیین شرایط خاصی برای مقابله با مسائل مانند انرژی روزانه کارخانه، سوئیچ ولتاژ پایین، ولتاژ موقت و پایه فیدر و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.
نتیجه نشان می دهد که تولید سالانه سیستم حدود ۳۹۰۰۰ مگاوات ساعت با ۸۳٫۵ ٪ راندمان خروجی شبیه سازی نشان می دهد.
آب و هوا بر روی زمین با مقدار و توزیع تابش ورودی از خورشید تعیین می شود. برای یک آب و هوای پایدار، میانگین جهانی انتشار تابشی طولانی مدت (OLR) ضروری است که تابش خورشید جذب شده (ASR) را دریافت کند، اما با توزیع مجدد انرژی در سیستم آب و هوایی. انرژی تابشی ورودی ممکن است پراکنده و منعکس شده توسط ابرها و آئروسل ها یا جذب در جو. سپس اشعه ی منتقل شده یا جذب می شود یا در سطح زمین منعکس می شود. انرژی خورشیدی تابشی به انرژی معلق، انرژی پنهان، انرژی بالقوه و انرژی جنبشی تبدیل می شود تا انرژی مادون قرمز طول موج منتشر شود.
انرژی ممکن است ذخیره شود، حمل و نقل به شکل های مختلف و تبدیل شده در میان انواع مختلف، به ارمغان می آورد تنوع غنی از آب و هوا و یا پدیده آشفته در جو و اقیانوس. علاوه بر این، تعادل انرژی می تواند از راه های مختلف، تغییر آب و هوا مرتبط است.
