توضیحات
عنوان فارسی: پیشرفتها در فناوری شبکه نانو و یکپارچگی آن با برق رسانی روستایی در هند
عنوان انگلیسی مقاله:
Advances in Nanogrid Technology and Its Integration into Rural Electrification in India
چکیده
شبکههای نانو سیستمهای قدرت در نواحی مسکونی با منابع، انبارها و بارهای خانگی تجدید پذیر میباشند. این شبکهها ممکن است با شبکه برق ارتباط داشته باشند. این مقاله دربارهی نقش فناوری مبدل پیشرفته شبکههای نانو در حل مشکل کمبود حاد نیروی برق در نواحی روستایی هند بحث میکند. این مقاله به دو بخش تقسیم میشود. در بخش اول پیشرفتهای فناوری مبدل شبکههای نانو مورد بررسی قرار میگیرد. پیاده سازی و مزیتهای مبدلهای چند خروجی مشخص میشود. در بخش دوم چندین پیشنهاد ارائه میشود تا این فناوریهای نوین را برای تطبیق آسان آن با برق رسانی روستایی ترکیب نماید. یک نمونهی اولیه با استفاده از اجزاء آمادهی مصرف و بارهای تجاری ساخته میشود تا کاربردی مفهوم پیشنهاد شده اثبات شود .
مقدمه
یک روستا در هند توسط وزارت نیرو به عنوان روستای برق رسانی شده اعلام میگردد اگر شرایط زیر را داشته باشد:
i – زیرساختهای پایه مانند ترانسفورماتورهای توزیع و خطوط توزیع در ناحیه مسکونی وجود داشته باشد
ii – انرژی برق در مکانهای عمومی مانند مدارس، ادارات، مراکز درمانی، درمانگاهها و مراکز اجتماع و غیره فراهم باشد
iii – تعداد خانوادههای دارای انرژی برق باید حداقل 10 درصد از تعداد کل خانوادهها در روستا باشد
دیدگاه مهمی دربارهی تعریف بالا وجود دارد (a) این تعریف به تعداد ساعاتی از روز که انرژی برق باید در دسترس باشد اشارهای نمی کند. (b) اگر ۱۰ درصد از روستا دارای زیرساختهای انرژی برق پایه باشد اینگونه تصور میشود که تمامی روستا دارای انرژی برق است. حتی با وجود این تعریف آزاد از برق رسانی، در سال 2009 در حدود 20 درصد از روستاهای هند شرایط استاندارد بالا را نداشتند و فاقد انرژی برق بودند.[2] راه حل برق رسانی به روستاهای هند آسان تر از آنچه گفته میشود میباشد. سه چالش اصلی برای برق رسانی روستایی وجود دارد: (a) زیرساختهای شبکه در نواحی روستایی به دلیل مسائل جغرافیایی کافی و اقتصادی نمی باشد. (b) 30 تا 40 درصد اتلاف محاسبه نشده در توزیع و انتقال در زیر ساخت شبکه وجود دارد.[3] (c) هر سال کمبود عظیمی از انرژی الکتریکی وجود دارد.
شکل 1.(a) کمبود انرژی در پنج سال گذشته را (به صورت میلیون در واحد) نشان میدهد کمبود نیروی برق به طور ثابت جمعیت روستا را تحت تاثیر قرار میدهد. همانگونه که همیشه افزایش بیشتر مراکز صنعتی در ناحیههای شهری یا نیمه شهری وجود دارد.
انرژی تجدیدپذیر یک راه حل حیاتی برای این کمبود انرژی حاد در نواحی روستایی به نظر میرسد. نهادهای دولتی مختلف مانند وزارت انرژیهای جدید و تجدید پذیر، وزارت نیرو، شرکت برق رسانی روستایی، گروه تحقیقاتی مهندسی و علوم از طریق اعتماد بر تلاشهای تحقیق و توسعه (R &D) و تجاری سازی، تمامی تلاشهای خود را در این زمینه انجام دادند. جدا از این مسئله یک تلاش مشترک توسط دولت هند برای اعمال سیاستها و دادن راهنماییها برای انطباق آسان انرژیهای تجدیدپذیر با سیستمهای توزیع کنونی انجام میشود[4] دو روش برای استفاده از انرژی تجدید پذیر در برق رسانی نواحی روستایی وجود دارد (a) ایجاد مزارع تجدیدپذیر بزرگ در سطح انرژی بالاتر و استفاده از این انرژی در شبکهی انتقال برای افزایش انرژی موجود. (b) استفاده از انرژی تجدید پذیر در خانههای فردی یا در سطح اجتماع و استفاده از انرژی برابر با “نقطه تولید”و مبادله انرژی اضافی با شبکه توزیع. در انتخاب دوم، این منابع کوچک به عنوان ژنراتورهای توزیع مورد توجه قرار میگیرند (DGs) [5-6] که میتوان آن را در زیر چتر فعالیت شبکه هوشمند قرار داد.
شکل 1- (a) کمبود انرژی در هند در طول 5 سال گذشته (در میلیون واحد) (b) منابع خورشیدی در هند و (c) منابع بادی در هند
این مقاله بر روی راهبرد دوم به عنوان یک گزینه دوم مهم برای برق رسانی روستایی تمرکز میکنند. شکل 1.(b) نقشه منابع خورشیدی در هند را نمایش میدهد.[7] اگر زیر ساخت انرژی تجدیدپذیر از نزدیک مورد مطالعه قرار گیرد انرژی خورشید به عنوان برنده اصلی برای برق رسانی انتخاب میشود. این مسئله به دلیل این حقیقت میباشد که انرژی خورشید در سرتاسر کشور و در بیشتر روزهای سال در دسترس میباشد که اساسا نمی توان از ایجاد زیر ساخت انتقال پرهزینه در محلهای روستایی که از نظر جغرافیایی پراکنده میباشند اجتناب نمود. برای نمایش در دسترس بودن منابع تجدید پذیر فرعی شکل 1.(c) منابع بادی در هند را نمایش میدهد. میتوان دید که انرژی بادی به راحتی در نواحی بلند و تپهای در دسترس میباشد. . اگر انرژی لازم به درون زیرساخت شبکه انتقال داده شود، انرژی باد میتواند به تنهایی در نواحی روستایی به کار برده شود و بنابراین یک انتخاب خوب در طرح موجود نمیباشد. این مقاله درباره پیشرفتهای موجود در زمینهی فناوری مبدل برای سیستمهای تجدیدپذیر در نواحی مسکونی کوچک بحث میکند که شبکههای نانو نامیده میشوند و این موضوع را بررسی میکند که چگونه این مسئله میتواند به برق رسانی در هند کمک کند. بخش اول مقاله دربارهی پیشرفتهای فناوری مبدل الکترونیک قدرت که برای شبکههای نانو مناسب میباشد، بحث مینماید. بخش دوم درباره چالشها و راه حلهای پیشنهادی برای آسان نمودن استفاده از این فناوریها در برق رسانی روستایی بحث میکند.
2- پیشرفتها در فناوری شبکههای نانو
a . یک شبکه نانو چیست؟
شکل 2 یک سیستم قدرت تجدید پذیر خانگی را نشان میدهد که از صفحات خورشیدی به عنوان منابع، باتری ذخیره، بارها و اتصالات داخلی شبکه توزیع (اگر در دسترس باشد) تشکیل میشود. در بسیاری از روشها یک شبکه قدرت کوچک با ظرفیت توان کمتر از 5 کیلو وات به عنوان یک شبکهی نانو نامگذاری میشود.[8] تمامی منابع و بارها توسط مبدلهای الکترونیک قدرت (PE) به یکدیگر متصل میشود. سیمهای منبع تغذیه با خطهای قرمز و سیمهای توزیع درون خانه باخطهای سبز در شکل نشان داده شدند. گذرگاه توزیع (خطهای سبز) درون خانه میتوانند DC یا AC باشد. در صورت توزیع DC به آن یک شبکه نانوی DC و در صورت توضیح AC به آن یک شبکهی نانویAC گفته میشود.[9-10] همانطور که گفته شد یک شبکه نانو هم میتواند به یک شبکه توزیع برق متصل باشد و یا میتوانند به صورت تنها عمل کند. شکل 3 پیاده سازی یک شبکه نانوی AC را نشان میدهد این شبکه نانو یک کنترل کننده بار الکتریکی دارد که با صفحه خورشیدی و باتری در ارتباط میباشد. معکوس کنندهی (اینورتر) DC به AC، خروجی کنترل کننده بار الکتریکی را به یک جریان AC تبدیل میکنند. روش دیگر میتواند یکپارچه نمودن عایق سازی ترانسفورماتور درون طبقه تبدیل توسط مبدلهای عایق باشد. در روش دوم اندازه ترانسفورماتور را کاهش میدهند که در این صورت عایق سازی فرکانس بالا میتواند به کار رود. هر دو روش در پیاده سازی قراردادی شبکه نانوی AC متداول میباشد.
شکل 2- یک شبکهی نانوی نمونه با منبع تجدیدپذبر و برق، باتری، بارها و شبکه پشتیبانی توزیع
از آنجایی که تولید برق توسط یک منبع تجدیدپذیر در شکل DC میباشد یک شبکه نانوی DC نیز به عنوان یک گزینه بررسی شد. این کار تعداد مراحل تبدیل از منبع به بار را کاهش میدهد و نتیجه آن هزینه کمتر و همچنین بازده کلی بیشتر میباشد. [12] با این وجود برای انتقال نرم به یک شبکه نانوی DC بارهای تجاری که با ورودیهای DC کار میکنند ( درسطح مناسب) در دسترس میباشند. در بخش دوم مقاله نویسنده تجهیزات قابل دسترس معمول در هند را مورد بررسی قرار میدهد و چگونگی تطبیق آن با شبکههای نانوی AC و همچنین DC را بررسی میکند.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش ترجمه مقاله
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.