| Περίληψη: | Δύο από τα κυριότερα προβλήματα του πλανήτη που σχετίζονται με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι η ρύπανση του περιβάλλοντος και η συνεχής μείωση των διαθέσιμων ορυκτών πόρων. Έτσι τις τελευταίες δεκαετίες γίνεται στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας οι οποίες είναι ανεξάντλητες και φιλικές προς το περιβάλλον. Η συνεχόμενη εξέλιξη των τεχνολογιών στον κλάδο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε συνδυασμό με την εμφάνιση της κατανεμημένης παραγωγής έχουν οδηγήσει σε αλλαγή της δομής των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας. Τα σύγχρονα συστήματα, είτε είναι απομονωμένα είτε όχι, χρησιμοποιούν μονάδες κατανεμημένης και πράσινης ενέργειας που βρίσκονται σε μικρές αποστάσεις από τα φορτία.
Στην παρούσα διπλωματική εργασία, αναλύεται το μοντέλο ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας το οποίο μπορεί να λειτουργεί αυτόνομα. Αποτελείται από δύο φωτοβολταϊκά πάνελ, δύο μπαταρίες και μετατροπείς για την κάλυψη ενός ωμικού-επαγωγικού φορτίου. Πιο αναλυτικά:
Στο 1ο κεφάλαιο γίνεται μία συνοπτική αναφορά στα είδη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τους λόγους που οδήγησαν στην ανάπτυξή τους, καθώς και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα που προκύπτουν από τη χρήση τους. Ακόμη, εισάγεται η έννοια της κατανεμημένης παραγωγής, και αναφέρονται οι μονάδες οι οποίες χρησιμοποιούνται σε τέτοια συστήματα ενέργειας.
Στο 2ο κεφάλαιο αναλύεται η λειτουργία όλων των δομικών στοιχείων του συστήματος. Ειδικότερα, παρατίθενται η δομή και τα βασικά χαρακτηριστικά των φωτοβολταϊκών συστοιχιών και των συσσωρευτών.
Το 3ο κεφάλαιο έχει ως θέμα τους ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος. Στην αρχή, παρουσιάζονται όλες οι κατηγορίες μετατροπέων που χρησιμοποιήθηκαν στο μοντέλο της εργασίας καθώς και τα βασικά στοιχεία λειτουργίας τους. Εκτός αυτών όμως, γίνεται αναφορά στην τεχνική παλμοδότησης των μετατροπέων και στον μετασχηματισμό Park, που αποτελεί το βασικό εργαλείο για την κυκλωματική ανάλυση του συστήματος.
Στο 4ο κεφάλαιο γίνεται η μοντελοποίηση και ο έλεγχος του αυτόνομου συστήματος. Πιο συγκεκριμένα, παρατίθενται όλες οι εξισώσεις που διέπουν την αυτόνομη λειτουργία του συστήματος και γίνεται εισαγωγή στην έννοια του ελέγχου που εφαρμόστηκε. Επίσης, υπολογίζονται οι λόγοι κατάτμησης των μετατροπέων και τα κέρδη των ελεγκτών.
Τέλος, στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα τελικά αποτελέσματα της προσομοίωσης τόσο του αυτονόμου, όσο και του διασυνδεδεμένου συστήματος, όπως αυτά προέκυψαν με τη χρήση του προγράμματος MATLAB/Simulink. Επιπλέον, γίνεται μια σύνοψη της διπλωματικής εργασίας και αναφέρονται πιθανές μελλοντικές χρήσεις του συγκεκριμένου μοντέλου για τη βελτίωση των συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
|
|---|
