فرهاد عبودی احمد آباد

فرهاد عبودی احمد آباد


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق کنترل

طراحی و توسعه یک الگوریتم ردیابی و استخراج ماکزیمم توان در سیستم های

فوتو ولتائیک با استفاده از پیش بینی دما

 

استاد راهنما:

جناب آقای استاد سهیل گنجه فر

 

پژوهشگر:

فرهاد عبودی احمد آباد

 

اساتید داور:

آقای دکتر رمضانی

جناب آقای دکتر حسینی

 

مهر 97

 

 

A Thesis

Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of

M.Sc. in Control System Engineering

 

 

Title;

Design and Development of Maximum Power Tracking and Extration Control Algorithm for photovoltaic system using temperature prediction

 

Supervisor:

Professor Soheil Ganjefar

 

Investigator:

Farhad Obudi Ahmad Abad

 

 

September 2018

 

چكيده:

تغییرات آب و هوایی یک واقعیت است که بر روی خیلی از فعالیت های روزمره ما تاثیرگذار است. این مسئولیت همگی ماست تا با این تغییرات اقلیمی برای یک سیاره ی پاک تر و ماندگارتر تلاش کنیم، ما باید اقدام های قویی برای پایان دادن به استخراج سوخت های فسیلی به کار ببریم و تکنولوژی های ابتکاری پاک را برای کاهش دستیابی به اهداف گازهای گلخانه ای مورد استفاده قرار دهیم. درآینده ی نزدیک دوره هایی برای رسیدن انرژی کربن به مقدار صفر، حداقل در ساخت و تولید انرژی برق ارائه خواهد شد.

روش های حصول انرژی با مقدار کربن بسیار کمی وجود دارند که از تبدیل و تغییر دادن منابع تجدید پذیر بدست می آیند. پنل های سلول خورشیدی یکی از روش های رایج تولید انرژی الکتریکی پاک از طریق انرژی خورشیدی است. نرخ ظرفیت به کارگرفته شده در پنل های فوتو ولتاییک بصورت اساسی تحت تاثیر، تابش خورشیدی، دمای محیط، سرعت باد، شرجی بودن هوا، چگالی صنعتی، سایه ها وپارامترهای طراحی برای ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، و ماکزیمم جریان و ولتاژ است.

با این حال سلول های خورشیدی نیز مانند هر منبع تولید توان دارای مشکلاتی نیز هست که یکی از آن ها کاهش توان خروجی با افزایش دمای سطح سلول خورشیدی است، بطوری که با هر درجه افزایش دمای سلول خورشیدی، بازدهی آن  تا 0.45 درصد کاهش می یابد که این نشان دهنده اهمیت موضوع و ارائه راهکارهایی شدنی و قابل اجراست]1.2 [.

در این تحقیق، پس از بررسی کلی و مدل سازی سلول های خورشیدی، به تاثیر دما و تابش و مقدار آن ها در پارامترها و مشخصات مختلف سلول های خورشیدی پرداخته خواهد شد.

 

سپس روش هایی را برای تخمین دمای سلول خورشیدی با استفاده از دمای محیط و تابش خورشیدی بررسی کرده و در نهایت یکی از این روش ها، که روش اصلاح شده ی همبستگی LT می باشد را برای تخمین دمای سلول خورشیدی برای روش های MPPT مورد استفاده قرار می دهیم.

در فصل بعد ابتدا دو روش مرسوم ردیابی ماکزیمم توان مورد بررسی قرار می گیرد و در نهایت سعی بر این است که به وسیله ی طراحی یک الگوریتم کنترلی شبکه ی عصبی مصنوعی (ANN) چند لایه  (MLP) توسط به کار گیری دمای ماژول تخمینی حاصل از روش LT به عنوان یک ورودی و همچنین سطوح مختلف تابش خورشیدی به عنوان ورودی دیگر این شبکه، سبب بهبود و افزایش توان در ردیابی و استخراج ماکزیمم توان سلول خورشیدی (MPPT) شد و همچنین با استفاده از آن می توان در زمینه های مختلف عملی و کاربردی نیز استفاده شود که از مزیت های بزرگ این روش است.

در ابتدا مزایای و معایب روش پیشنهادی را با روش های استخراج ماکسیمم توان (MPPT) همچون اغتشاش و مشاهده P&O))، روش هدایت افزایشی (Inc.C) بیان کرده و سپس با استفاده از نرم افزار MATLAB و نتایج حاصل روش P&O را با روش پیشنهادی مقایسه می کنیم.

 

 

 

 

Abstract:

Climate change is a fact that affects many aspects of our daily activities. It is our responsibil -ity to work with these climate changes for a cleaner and more permanent planet, we need to take powerful measures to end fossil fuels and use pure innovative technologies to reduce green house gas goals. In the near future, courses for carbon energy to be zero will be provided at least in the construction and production of electricity.

There are low Carbon energy production methods exist that are derived from the transformatio -n and modification of renewable resources. Solar cell panels are one of the common methods to produce clean electric energy through solar energy. The capacity rates used in photovoltaic panels arestrongly influenced by,  solar radiation, ambient temperature, wind speed, industrial density, shadows and design for open circuit voltage ,  short circuit current, and maximum current and voltage.

However, Solar cells, have problems like any power generation source, one of that is reduces the output power by increasing the temperature of the solar cell, so that the efficiency of the solar cell, with increasing 1◦C temperature Sollar Cell, decreases till 0.45 %, that indicating the importance of the issue and offer the solutions [ 1,2].

In This Study, after the general study and modeling of solar cells, We will see the effect of temperature and radiation in parameters and characteristics of solar cells, and then investigated methods for estimating cell temperature using ambient temperature and solar radiation and finally one of these methods, which is the modified method of LT correlation, is used to estimate cell temperature for MPPT methods.

In the next chapter, two custom maximum power tracking methods are investigated and finally we try using an artificial neural network (ANN) control algorithm by using the output's LT method as an input and other input's ANN is different levels of solar radiation in W/m2 and also this can be used in different practical fields, which are of great advantages of this method.

At first, the advantages and disadvantages of the proposed method with other maximum power extraction AND Tracking methods (MPPT) such as perterbution and observation (P&O), increment -ental Conductance method (Inc.C) and then, we are using the MATLAB software comparing the results of P&O and ANN Methods.