ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تصميم و تنفيذ مبدلة تقطيعية رافعة للجهد المستمر تعمل بنمط التحكم المنزلق تستخدم في المنظومات الكهروشمسية

Design and Realization of Sliding Mode Control DC to DC Boost Converter of photovoltaic systems

1127   0   104   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2007
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يقدم هذا البحث دراسة تفصيلية و تصميماً عملياً أمثل لمبدلة تقطيعية رافعة للجهد المسـتمر تعمل بنمط التحكم المنزلق SMC) Control Mode Sliding) و التي تعـد طريقـة جديـدة للتحكم بالمبدلات التقطيعية غير المعزولة الرافعة للجهد المستمر و المستخدمة في الأنظمـة الكهروشمسية s'PV) Systems Photovoltaic) و ذلك بغية المحافظة على جهد خرج ثابت و مستقر ضد اضطرابات خرج اللواقط الكهروشمسية من تيار و جهد أو تغيرات فـي قيمـة الحمل، و العمل في جوار نقطـة الاسـتطاعة العظمـى MPPT) Tracking Maximum Point Power) .


ملخص البحث
تتناول الورقة البحثية تصميم وتحليل نظام تحكم باستخدام تقنية التحكم بالانزلاق (SMC) لتحقيق تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) في أنظمة الطاقة الشمسية. يتم استخدام محول DC-DC من نوع Boost لتحسين كفاءة تحويل الطاقة من الألواح الشمسية إلى الأحمال الكهربائية. تعتمد الورقة على نمذجة النظام باستخدام برامج مثل MATLAB/SIMULINK و Pspice، وتوضح نتائج المحاكاة فعالية النظام المقترح في تحسين كفاءة تحويل الطاقة وتقليل الفاقد. يتم مقارنة أداء نظام التحكم بالانزلاق مع أنظمة التحكم التقليدية مثل PID، وتظهر النتائج تفوق النظام المقترح من حيث سرعة الاستجابة وتقليل التذبذب.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تقدم الورقة البحثية مساهمة قيمة في مجال تحسين كفاءة أنظمة الطاقة الشمسية باستخدام تقنيات التحكم المتقدمة. ومع ذلك، يمكن ملاحظة بعض النقاط التي قد تحتاج إلى تحسين. أولاً، قد يكون من المفيد تضمين تحليل اقتصادي لتقدير تكلفة تنفيذ النظام المقترح مقارنة بالأنظمة التقليدية. ثانياً، يمكن توسيع الدراسة لتشمل تجارب ميدانية للتحقق من فعالية النظام في ظروف تشغيل حقيقية. أخيراً، يمكن تحسين توثيق الخطوات التجريبية لتسهيل إعادة تطبيق الدراسة من قبل باحثين آخرين.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي التقنية المستخدمة لتحقيق تتبع نقطة القدرة القصوى في الورقة البحثية؟

    التقنية المستخدمة هي التحكم بالانزلاق (SMC).

  2. ما هو نوع المحول المستخدم في النظام المقترح؟

    المحول المستخدم هو محول DC-DC من نوع Boost.

  3. ما هي الأدوات البرمجية المستخدمة في نمذجة النظام؟

    الأدوات البرمجية المستخدمة هي MATLAB/SIMULINK و Pspice.

  4. كيف يتم مقارنة أداء نظام التحكم بالانزلاق مع الأنظمة التقليدية؟

    يتم مقارنة أداء نظام التحكم بالانزلاق مع أنظمة التحكم التقليدية مثل PID، وتظهر النتائج تفوق النظام المقترح من حيث سرعة الاستجابة وتقليل التذبذب.


المراجع المستخدمة
Ahmed, M., Kuisma, M., Silventoinen, P., "Sliding Mode Control for Half-Wave Zero Current Switching Quasi-Resonant Buck Converter". 4th Nordic Workshop on Power and Industrial Electronics, NORPIE'04, Norway 2004
T. Esram, J.W. Kimball, T. Krein, L. P. Chapman; "Dynamic Maximum Power Pint Tracking of Photovoltaic Array Using Ripple Correlation Control", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 21, No. 5, Sept. 2006
M. Jantsch1, M. Real, H. Häberlin, C. Whitaker, K. Kurokawa, G. Blässer, P. Kremer, C.W.G. Verhoeve, "Measurement of PV Maximum Power Point Tracking Performance", Netherlands Energy Research Foundation ECN,2001
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يقدم هذا البحث دراسة تفصيلية وت نفيذا عمليا لمبدل رافع للجهد DC-DC باستطاعة 100W بفعالية عالية لمعمل مع نظام كهروشمسي مستقل. بحيث يتم اختيار أفضل العناصر للتصميم بأقل فقد في الطاقة، بهدف الوصول إلى أفضل مردود و ذلك من خلال الحساب النظري للمردود و اجراء محاكاة على برنامج ORCAD للتصميم و حساب المردود و مقارنة النتائج مع التصميم العملي. و كذلك يعرض البحث تأثير تغير التردد على مردود المبدل.
تحتاج منابع التوتر المستمر مثل الخلايا الشمسية إلى رفع توتر خرجها لتحقيق ظروف تشغيل مناسبة لأحمالها. لذا غالباً ما تزود هذه الأنظمة بتقنيات الكترونيات القدرة بشكل عام و بمبدلات رافعة للتوتر المستمر بشكل خاص. يقدم البحث نموذجا رياضيا و خوارزمية لتصميم المبدل الرافع للتوتر من أجل قيم مختارة و بالتالي معرفة قيم عناصره و أهمها الملف. و استنادا إلى الخوارزمية المنجزة تم نمذجة و محاكاة دارة المبدل في بيئة ماتلاب/سيميولينك و ذلك لتحميل تأثير تغيير محارضة الملف في المبدل الرافع بشكل عام. بينت نتائج الإختبارات الحاسوبية دور الملف في تحديد نمط عمل المبدل كنمط مستمر أو متقطع. كما تضمن البحث النموذج الرياضي و الخوارزمية لتصميم الملف من حيث نواته نوعا و شكلا و ناقلا و من حيث عدد اللفات. تم اختيار الفيريت كمادة النواة للتقليل من الضياعات في حالة العمل على الترددات العالية، و تم تنفيذ الملف مخبريا و قيست محارضة الملف عمليا بعدة طرق.وضعت خوارزمية لبرنامج في بيئة الماتلاب/GUI بحيث تمكننا من إدخال بعض البيانات في الدخل (توتر الدخل و الخرج، التردد، الاستطاعة، تموج تيار الملف النسبي المئوي المسموح به) للحصول على عامل الدور المطلوب و تيار الملف الأصغري و الأعظمي المتوقع مروره و عدد اللفات، و المفاقيد في الملف .
يعالج هذا البحث تحسين كفاءة نظم القدرة الشمسية الكهروضوئية باستخدام متحكم تتبع نقطة الاستطاعة العظمى، المرتكز في عمله على تقنيات تتبع تستخدم طريقة التحكم المباشر للتحكم في دورة عمل مبدل جهد مستمر لتحقيق عمل النظام الكهروضوئي عند نقطة الاستطاعة العظمى في ظل التغيرات الجوية المختلفة من شدة إشعاع شمسي و درجة حرارة محيطة. في هذا السياق، يتركز عملنا على محاكاة مكونات نظام توليد الطاقة من نظام كهروضوئي، مبدل رافع للجهد المستمر و متحكم MPPT في بيئة Matlab/Simulink. تتم محاكاة المتحكم MPPT باعتماد عدة خوارزميات: خوارزمية التوتر الثابت، خوارزمية الإضطراب و المراقبة و خوارزمية زيادة الناقلية، باستخدام تابع Embedded MATLAB function. أظهرت نتائج المحاكاة فعالية المتحكم MPPT في زيادة استطاعة النظام الكهروضوئي مقارنة مع عدم استخدام متحكم MPPT. كما أظهرت النتائج الأداء الأفضل لمتحكم MPPT المعتمد على خوارزمية الإضطراب و المراقبة و خوارزمية زيادة الناقلية، مقارنة مع خوارزمية التوتر الثابت في تتبع نقطة الاستطاعة العظمى للنظام في ظل التغيرات الجوية.
يقدّم هذا البحث نموذجاً لتّصميم مبدّلة رافعة خافضة قادرة على التّعامل مع تغيرات الجهد الحاصلة في وحدات الشّحن للمدّخرات، و التّي تظهر نتيجة لاستخدام محوّلات خافضة للجهد بنسبة ثابتة غير قادرة على التّعامل مع هبوطات الجهد الحاصلة بالشّبكة الكهربائيّة أ و بخرج اللوح الكهروضوئي، و قد صمّمت باستخدام المنطق الضّبابي من أجل التّحكّم بعرض نبضة التّحكّم للمبدّلة من أجل الحصول على الخرج المطلوب، و تمّ تحليل النّموذج و اختباره ضمن بيئة الماتلاب من أجل توضيح النّتائج التّي قدّمها هذا النّموذج.
تقدم هذه المقالة محاكاة لنموذج جديد مطور للمبدل DC-DC الرافع الخاص بالنظام الكهروضوئي و الذي يقدم فعالية عالية عند مجال عريض لتغير جهد الدخل. تدرس هذه المقالة، أنظمة الحلقة المفتوحة و أنظمة الحلقة المغلقة للمبدل المطور. حيث تم إجراء المحاكاة باستخ دام Matlab. تم عرض نتائج المحاكاة و مقارنة النتائج للمبدل المطور مع نتائج محاكاة المبدل التقليدي.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا