اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديددراسة و تنفيذ مبدل DC-DC بفعالية عالية للعمل مع الأنظمة الكهروشمسية المستقلة
Design and implementation of high efficiency DC-DC converter for standalone photovoltaic systems
2083
4 101
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة البعث ورقة بحثية
تاريخ النشر
2016
مجال البحث
الهندسة الكهربائية والميكانيكية
والبحث باللغة
العربية
تأليف
خضر بشور( باحث )
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
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.
This research introduce a detailed study of designing high efficiency 100W DC-DC Boost Converter for standalone photovoltaic system and practical implementation of it’s circuit, by selecting the best elements with less loss in power in the tow designs,to reach the best efficiency by theoretical calculations and simulation in ORCA, and compare the results with the practical implementation. Also this research shows a study of effect of frequency variation on the efficiency of the converter.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
يتناول هذا البحث دراسة وتصميم وتنفيذ مبدل DC-DC رافع للجهد بفعالية عالية لاستطاعة 100 واط، مخصص للعمل مع الأنظمة الكهروشمسية المستقلة. يهدف البحث إلى اختيار أفضل العناصر لتصميم المبدل بأقل فقد في الطاقة، وذلك لتحقيق أفضل مردود ممكن. يتم ذلك من خلال الحسابات النظرية للمردود وإجراء محاكاة باستخدام برنامج ORCAD، ومن ثم مقارنة النتائج مع التنفيذ العملي. كما يتناول البحث تأثير تغير التردد على مردود المبدل. يتضمن البحث مقدمة عن أهمية الطاقة الشمسية، وشرحًا لمكونات الخلية الشمسية، وأهداف البحث، ومواد وطرق البحث، وتصميم المبدل، واختيار العناصر المستخدمة مثل الملف والمكثف والمفتاح الإلكتروني والديود، بالإضافة إلى الحسابات النظرية للمردود والمحاكاة والتنفيذ العملي. توصلت الدراسة إلى تحقيق مردود عالٍ يتراوح بين 92% و96%، مما يبرز أهمية الاختيار الدقيق للعناصر في تحقيق مردود عالٍ وتقليل عدد الألواح الشمسية المطلوبة في التطبيقات المختلفة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعد هذا البحث خطوة مهمة نحو تحسين فعالية المبدلات DC-DC المستخدمة في الأنظمة الكهروشمسية المستقلة. ومع ذلك، يمكن تقديم بعض الملاحظات النقدية البناءة. أولاً، كان من الممكن أن يتضمن البحث تحليلًا أعمق لتأثير العوامل البيئية المختلفة على أداء المبدل، مثل درجة الحرارة والرطوبة. ثانيًا، كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل تطبيقات أخرى للمبدلات DC-DC في مجالات مختلفة، مما يعزز من شمولية البحث. ثالثًا، على الرغم من أن البحث قدم نتائج عملية جيدة، إلا أن تنفيذ تجارب ميدانية في بيئات مختلفة كان يمكن أن يضيف قيمة أكبر للنتائج. وأخيرًا، كان من الممكن تضمين تحليل اقتصادي لتكلفة المكونات المستخدمة وتأثيرها على التكلفة الإجمالية للمبدل، مما يساعد في تقييم الجدوى الاقتصادية للتصميم.
أسئلة حول البحث
-
ما هو الهدف الرئيسي من البحث؟
الهدف الرئيسي من البحث هو تصميم وتنفيذ مبدل DC-DC رافع للجهد بفعالية عالية لاستطاعة 100 واط، مخصص للعمل مع الأنظمة الكهروشمسية المستقلة، وتحقيق أفضل مردود ممكن من خلال اختيار أفضل العناصر وتقليل الفقد في الطاقة.
-
ما هي الأدوات المستخدمة في المحاكاة؟
تم استخدام برنامج ORCAD لإجراء المحاكاة وتصميم المبدل وحساب المردود، ومن ثم مقارنة النتائج مع الحسابات النظرية والتنفيذ العملي.
-
ما هي النتائج العملية التي توصل إليها البحث؟
توصل البحث إلى تحقيق مردود عالٍ يتراوح بين 92% و96%، مما يبرز أهمية الاختيار الدقيق للعناصر في تحقيق مردود عالٍ وتقليل عدد الألواح الشمسية المطلوبة في التطبيقات المختلفة.
-
ما هي التوصيات المستقبلية التي قدمها البحث؟
يوصي البحث بضرورة التركيز على تقليل حجم المبدلات DC-DC وزيادة فعاليتها، بالإضافة إلى تحسين اختيار العناصر المستخدمة في التصميم، وذلك لتحقيق مردود أعلى وحجم أصغر وسعر أقل، مما يسهم في انتشار أوسع لاستخدام الألواح الشمسية في مختلف المجالات.
المراجع المستخدمة
W.ERICKSON,R1999 - DC-DC Power Converters. Wiley, Colorado,60p
BASTOS,J 2008 - DC-DC Switch-Mode Converters. University of Algarve, chapter 7,58pp
"Prof. RUFER,A and Barrade.P - cours d' electronique de puissance Conversion dc-dc, Masson ,90pp
قيم البحث
اقرأ أيضاً
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.
يرتكز البحث على المرحلة الأولى DC/DC في النظام الكهروضوئي الشمسي، حيث تم استخدام تقنية الـتحكم المرتبط التموج RCC في ملاحقة نقطة الاستطاعة الأعظمية للمنظومات الكهروضوئية. تستفيد هذه التقنية من تموج الإشارة الموجود أصلاً في المبدلات DC/DC، حيث يُعامل
هذا التموج كتغير يمكن الوصول منه إلى تقارب أمثلي. إن الميزة الأساسية لتقنية التحكم بعلاقة التموج (RCC) أنها تلاحق نقطة الاستطاعة العظمى ((MPP بسرعة و تحتاج إلى دارات تشابهية بسيطة و غير مكلفة لتطبيقاتها، و سيتم التحقق من صحة النتائج عملياً.
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 الأنظم
ـة
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) .
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.
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 .
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
