ترجمه مقاله به حداقل رساندن تلفات در سیستم فتوولتائیک

توضیحات

عنوان فارسی: به حداقل رساندن تلفات برق در سیستمهای فتوولتائیک ردیاب دومحوره

عنوان انگلیسی:

Minimization of Electrical Losses in Two-Axis Tracking PV Systems

چکیده

در این مقاله، بیانی تحلیلی برای منحنی تداوم (مدت زمان) قدرت تخمین زده می شود، اندازه مطلوب مبدل، اتلاف سالانه انرژی در کابل های ac و dc، اتلاف سالانه انرژی در ترانسفورماتور افزاینده، و اندازه مطلوب ترانسفورماتور برای سیستم فوتوولتائیک (PV) نصب شده بر روی دستگاه ردیاب دو محوره در هر بخش از اروپا و با هر اندازه ای به دست آمده است. بیان تحلیلی به دست آمده تنها تعداد کمی پارامتر ناشناخته دارد، که به سادگی با استفاده از اطلاعات آزاد و رایگان آب و هوایی در دسترس و یا اطلاعات ارائه شده توسط تجهیزات تولید کننده (مبدل یا ترانسفورماتور) تخمین زده شوند. بیان های تحلیلی می توانند یک ابزار ارزشمند برای مهندسان طراحی برای مقایسه ی -از نقطه نظر انرژی- انواع مختلف مبدل، سطح مقطع کابل، و اندازه های ترانسفورماتور بدون نیاز به انجام شبیه سازی های دقیق  و متعدد، همانگونه که در حال حاضر در عمل وجود دارد باشند. دقت نتایج حاصله با بیان های تحلیلی مشتق شده در مقابل نتایج به دست آمده با محاسبات دقیق ریاضی تست شده است. علاوه بر این، مدل برای مرکز توزیع توان (PDC) و بیان برای اتلاف سالانه انرژی در کابل های سه فاز با مقایسه با اندازه گیری های صورت گرفته در یک سیستم واقعی فوتوولتائیک در طول سال گذشته تأیید شدند.

کلمات کلیدی: تلفات کابل، اندازه اینورتر، گیاهان فتوولتائیک، اینورتر خورشیدی، تلفات ترانسفورماتور،  سیستم های ردیابی خورشیدی دو محوره

مقدمه

سیستم های فوتوولتائیک با مکانیزم ردیاب دو محوره به منظور افزایش بازده انرژی سالیانه به کار گرفته می شوند. این سیستم ها از لحاظ اقتصادی به صرفه و بادوام هستند، چرا که هزینه اضافی ناشی از مکانیزم ردیابی با افزایش بازدهی انرژی در یک دوره کوتاه زمانی معقول و منطقی به خصوص در مناطقی با تشعشع خورشید بالا مانند حوضه مدیترانه بازگشت داده می شود. از آنجا که تولید الکتریسیته از سیستم های PV همچنان پرهزینه است، کاهش تلفات سیستمی از اهمیت بالایی برخوردار است. بخش قابل توجهی از تلفات سیستم، تلفات بخش های الکتریکی سیستم است. این تلفات در کابل های dc و ac، در تبدیل کننده های dc/ac و ترانسفورماتورهای افزاینده (هرزمانی که وجود دارند) ظاهر می شوند. در رابطه با تلفات در کابل های dc و ac استفاده شده در سیستم PV، روش مشخصی برای انتخاب سطح مقطع مناسب وجود ندارد. روش معمول انتخاب سطح مقطع بر مبنای افت ولتاژ است (معمولا به 1% محدود می شود)، و زمانی که سیستم PV در شرایط استاندارد آزمایش (STC) کار می کند رخ می دهد. این شیوه این واقعیت را در نظر نمی گیرد که بار روی کابل ها متغیر است، چرا که توان PV متغیر است. به علاوه، این روش بر مبنای بار روی کابل است، که به دلیل این که سیستم به ندرت در شرایط استاندارد آزمایش کار می کند، بسیار بعید است که رخ دهد. در رابطه با ابعاد مبدل ها در سیستم های PV، تلاش های پژوهشی متعددی که عمدتا بر مبنای نتایج شبیه سازی هستند وجود دارد که اندازه بهینه مبدل را بر مبنای منطقه جغرافیایی، نمودار بازدهی مبدل، و توان PV نصب شده پیشنهاد می دهد. در[21]، بیان های تحلیلی، در مورد اندازه بهینه مبدل، به دست آمده است. نشان داده شده است که اندازه بهینه مبدل تابعی از 1- حداکثر توان الکتریکی قابل تولید آرایه های PV در ترمینال های DC  و 2- شکل منحنی بازدهی مبدل. تمام تلاش های تحقیقاتی مذکور به سیستم های PV با انحراف ثابت مربوط می شوند.

در مورد ترانسفورماتورهای افزاینده (هرگاه وجود داشته باشند) روش تعیین شده ای برای انتخاب اندازه بهینه از نقطه نظر انرژی وجود ندارد. روش های فعلی توان اسمی ترانسفورماتور را به گونه ای انتخاب می کنند که برابر یا مقدار کمی بیش از توان کلی سری PV (ىر شرايط استاندارد تست) یا توان اسمی مبدل های نصب شده باشد. بدیهیست این انتخاب تغییرات زیاد بار ترانسفورماتور را نادیده می گیرد، و در نتیجه اتلاف بار (مسی) ترانسفورماتور به طور قابل توجهی در طول سال متغیر است.

این مقاله یک روش تحلیلی برای تخمین 1-نمودار تداوم توان در پایانه های DCبرای سیستم PV؛ 2- انرژی تولیدی در پایانه های ac مبدل ها؛ 3- اندازه بهینه مبدل ها؛ 4- اتلاف کابل های ac و dc؛ 5- اتلاف ترانسفورماتور افزاینده؛ و اندازه بهینه ترانسفورماتور، در مکانیزم سیستم های PV نصب شده بر روی ردیاب دو محوره در مناطق اروپایی ارائه می دهد. بیان های تحلیلی مرتبط با اندازه بهینه مبدل، اتلاف کابل ها، و اتلاف های ترانسفورماتور بر مبنای بیان تحلیلی منحنی تداوم نیرو در پایانه های dc سری PV تحلیل می گردند. بنابراین، برخلاف روش های مرسوم و بررسی های ذکر شده در قبل، بارگذاری جزئی کابل های ac و dc، مبدل ها، و ترانسفورماتورها مبنای محاسبات برای تلفات انرژی سالیانه در آن ها گرفته می شود، و از این طریق انتخاب اندازه آن ها از نقطه نظر انرژی را فراهم می سازد.

شکل و در نتیجه بیان تحلیلی PDC تابعی از توان مؤثر PV نصب شده و داده های آب و هوایی محل نصب PV هستند. میانگین داده های آب و هوایی می توانند به صورت رایگان از منابع مختلفی به دست بیایند (JRC، Meteonom و غیره). در رابطه با بازدهی مبدل، بیان تحلیلی به دست آمده در [21] در این جا نیز استفاده می شود. بیان های تحلیلی به دست آمده به شرح زیر اثبات شده اند:

شکل PDC، که از منابع داده های هواشناسی به دست آمده، در مقایسه با PDCبه دست آمده با اندازه گیری در یک سیستم PV نصب شده روی ردیاب دو محوره موجود تأیید شد. بیان تحلیلی برای تلفات سالانه انرژی در کابل های سه فاز نیز با اندازه گیری در یک سیستم PV مشابه نصب شده روی ردیاب دو محوره تأیید شد. به طور کلی، اعتبار بیان تحلیلی به دست آمده از طریق مقایسه با محاسبات دقیق ریاضی، مبتنی بر PDC که مستقیما از منبع داده های آب و هواییبه دست آمده تأیید شد. با استفاده از بیان تحلیلی به دست آمده، اکنون مهندسین طراح می توانند انواع مختلف مبدل ها را از دیدگاه بازدهی انرژی کلی مقایسه کنند. آن ها همچنین می توانند سطح مقطع کابل های مختلف را مقایسه کنند، میزان تلفات سالانه آن ها را برشمرند و هزینه آن ها را محاسبه کنند. در نهایت، آن ها می توانند ترانسفورماتورهای با ابعاد مختلف و کلاس هدردهی انرژی آن ها بر مبنای تلفات انرژی سالانه و قیمت ترانسفورماتور را با هم مقایسه کنند. امروزه، برای به دست آوردن نتایج مشابه، یک فرد مجبور است شبیه سازی های دقیق و متعددی را انجام دهد.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا اقدام به خرید فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.