بهبود ساختار كنترلي سيستم پمپاژ آب مبتني بر آرايه‌هاي خورشيدي

كارشناسي ارشد

استفاده از سيستم‌هاي پمپاژ خورشيدي در مناطق دور افتاده كه به شبكه برق دسترسي ندارد بسيار رايج مي‌باشد. اين سيستم‌ها مبتني بر انرژي خورشيدي بوده و به همين دليل هيچ گونه آلاينده توليد نمي‌كنند. از طرف ديگر، هزينه تعمير و نگهداري اين سيستم‌ها نيز بسيار پايين مي‌باشد. با اين وجود، سيستم‌هاي پمپاژ خورشيدي نيز با برخي چالش‌ها و محدوديت‌ها روبه‌رو مي‌باشند. يكي از اين چالش‌ها، هزينه سرمايه‌گذاري بالاي اين سيستم‌ها است كه توجيه اقتصادي آنها را كاهش مي‌دهد. چالش‌ ديگر، كنترل بهينه و پايدار سيستم مي‌باشد. با توجه به اين موضوع، در اين پژوهش بر روي بهبود ساختار كنترلي، بهبود راندمان و همچنين افزايش صرفه اقتصادي سيستم‌هاي پمپاژ خورشيدي تمركز شده‌است. سيستم مورد مطالعه در اين كار شامل PV، موتور القايي، پمپ و باتري مي‌باشد. در ابتدا يك مدل بهينه‌سازي رياضي براي محاسبه ظرفيت بهينه باتري ارائه شده‌است. اين مدل با هدف كمينه‌سازي هزينه سرمايه‌گذاري و حداقل كردن كمبود انرژي فرمول‌بندي شده و موجب بهبود صرفه اقتصادي سيستم مي‌شود. در ادامه براي كاهش هزينه سرمايه‌گذاري و همچنين بهبود راندمان، يك پيكربندي جديد براي سيستم پيشنهاد شد. در پيكربندي پيشنهادي براي كنترل باتري و همچنين پياده‌سازي الگوريتم رديابي نقطه حداكثر توان PV، به جاي دو مبدل تنها از يك مبدل DC/DC استفاده شده‌است. علاوه بر اين، براي كنترل موتور القايي از يك روش كنترلي بهينه استفاده شده كه با انتخاب بهينه شار مرجع به صورت آنلاين، موجب كاهش تلفات هسته موتور و در نهايت بهبود راندمان سيستم پمپاژ خورشيدي مي‌شود. كارآيي سيستم پمپاژ خورشيدي با استفاده از شبيه‌سازي و همچنين پياده‌سازي يك نمونه آزمايشگاهي مورد ارزيابي قرار گرفته‌است. نتايج شبيه‌سازي و نمونه آزمايشگاهي اثبات مي‌كند كه سيستم پمپاژ خورشيدي طراحي شده موجب كاهش كمبود توان، بهبود گشتاور راه‌اندازي، افزايش راندمان سيستم و تنظيم دقيق انرژي مي‌شود.

193738

دانشگاه علم و صنعت ايران

قدرت - ماشين هاي الكتريكي

دكتر ابوالفضل واحدي