طراحی و بهینه سازی یک سیستم ترکیبی فتوولتاییک باتری دیزل ژنراتور به منظور تغذیه یک شبکه دورافتاده جزیره ای

در این مقاله، یک سیستم تولید توان ترکیبی فتوولتاییک-باتری-دیزل ژنراتور برای تغذیه یک شبکه جزیره ای دورافتاده در شمال غرب کشور، طراحی و بهینه سازی می شود. با توجه به عدم دسترسی آسان به شبکه مذکور، تهیه سوخت برای ژنراتور نصب شده در محل مشکل است؛ ازاین رو در اینجا هدف از طراحی سیستم، استفاده حداقلی از ژنراتور و کاهش مصرف سوخت آن است. به این منظور در ابتدا ظرفیت باتری و سیستم فتوولتاییک به منظور تامین انرژی با کمترین هزینه تولید توسط نرم افزار HOMER بهینه سازی می شود. پس از طراحی ظرفیت مناسب برای منابع، یک سیستم مدیریت توان بهینه به منظور استفاده حداقلی از ژنراتور برای منابع موجود با استفاده از نرم افزار MATLAB طراحی می شود. در این روش، از نمایه بار و پیش بینی شدت تابش خورشید در روز پیش رو استفاده شده است. همان طور که نشان داده می شود، با استفاده از روش معرفی شده، ساعات کاری ژنراتور و درنتیجه، مصرف سوخت آن کاهش می یابد. همچنین نشان داده می شود که در روش معرفی شده، امکان استفاده از باتری با ظرفیت های پایین تر از مقادیر محاسبه شده در نرم افزار HOMER  میسر است که می تواند باعث کاهش هزینه نصب سیستم و درنهایت، کاهش هزینه تولید انرژی شود. همچنین نشان داده می شود که با استفاده از روش معرفی شده، در اواسط روز که تولید توان در سیستم فتوولتاییک حداکثر بوده و مصرف بار حداقل است، نیازی به استفاده از بارهای تلفاتی برای ایجاد تعادل توان وجود نخواهد داشت. به دلیل عدم نیاز به بارهای زائد در روش معرفی شده، ساعت کار سیستم به اندازه ۲۶% در مقایسه با روش معمول که در نرم افزار HOMER استفاده می شود کاهش می یابد.

Keywords:

Photovoltaic , Battery , Diesel generator , Islanded grid , Power management system , Size optimization. , فتوولتاییک , باتری , ژنراتور , شبکه جزیره ای , سیستم مدیریت انرژی , بهینه سازی ظرفیت.