ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تصميم و تنفيذ نظام شحن بطاريات شمسي متطور

Design And Implementation Of Advanced Solar Battery Charging System

1859   1   195   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

إن الهدف الرئيس لهذا البحث هو تصميم نظام شحن بطاريات بالطاقة الشمسية الأعظمية, و قد تم استخدام نظام تتبع للاستطاعة الأعظمية Maximum power point tracking (MPPT) system, مكون من مبدل (رافع – خافض) للجهد المستمر buck-boost Direct Current DC/DC converter, المبدل مقاد بواسطة متحكم صغري, تمت برمجته بطريقة الموصلية المتزايدة Incremental Conductance (InCond) و تعد طريقة سهلة و موثوقة للتتبع. تم اختبار نظام الشحن المقترح و النتائج التي حصلنا عليها تؤكد التحكم الدائم بعملية الشحن للبطارية. تم إجراء دراسة مقارنة مع جهاز شحن شمسي يعتمد التحكم بعرض النبضة PWM, و قد أوضحت النتائج أنه تم شحن المدخرة الموصولة مع نظام الشحن المقترح بوقت أسرع, مع الأخذ بالحسبان ساعات الإشعاع الشمسي باليوم, و مواصفات اللوح الشمسي المستخدم, و هذا يؤكد وثوقية أداء نظام الشحن المقترح.


ملخص البحث
يهدف هذا البحث إلى تصميم نظام شحن بطاريات بالطاقة الشمسية باستخدام تقنية تتبع الاستطاعة الأعظمية (MPPT) مع مبدل زافع-خافض للجهد المستمر (buck-boost DC/DC converter) يتم التحكم به بواسطة متحكم صغري من نوع PIC16F877A. تم استخدام خوارزمية الموصلية المتزايدة (Incremental Conductance) لتتبع نقطة الاستطاعة الأعظمية. أظهرت النتائج التجريبية أن النظام المقترح يوفر تحكمًا دائمًا بعملية الشحن ويشحن البطاريات بسرعة أكبر مقارنةً بجهاز شحن يعتمد على التحكم بعرض النبضة (PWM). تم اختبار النظام باستخدام ألواح شمسية وبطاريات حمض الرصاص، وأظهرت النتائج كفاءة عالية في الأداء واستقرارًا في عملية الشحن. كما تم مقارنة أداء النظام المقترح مع نظام شحن PWM، وأظهرت النتائج تفوق النظام المقترح من حيث سرعة الشحن واستقرار الأداء. تم تنفيذ النظام واختباره في مختبر الطاقات المتجددة بكلية الهندسة التقنية، جامعة طرطوس.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يعتبر البحث مساهمة قيمة في مجال أنظمة الشحن بالطاقة الشمسية، حيث يقدم حلاً عمليًا وفعالًا لمشكلة شحن البطاريات باستخدام تقنية تتبع الاستطاعة الأعظمية. ومع ذلك، يمكن تحسين البحث من خلال تضمين تحليل اقتصادي أكثر تفصيلًا لتكلفة النظام المقترح مقارنةً بالأنظمة التقليدية. كما يمكن توسيع الدراسة لتشمل أنواعًا أخرى من البطاريات مثل بطاريات الليثيوم أيون، والتي تُستخدم بشكل واسع في التطبيقات الحديثة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين البحث من خلال تقديم مزيد من التفاصيل حول الأداء في ظروف بيئية مختلفة مثل التغيرات الكبيرة في درجات الحرارة وشدة الإشعاع الشمسي.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي التقنية المستخدمة لتتبع الاستطاعة الأعظمية في النظام المقترح؟

    تم استخدام تقنية الموصلية المتزايدة (Incremental Conductance) لتتبع الاستطاعة الأعظمية في النظام المقترح.

  2. ما هو نوع المتحكم الصغري المستخدم في النظام؟

    تم استخدام متحكم صغري من نوع PIC16F877A في النظام المقترح.

  3. كيف تم مقارنة أداء النظام المقترح مع نظام شحن PWM؟

    تم مقارنة أداء النظام المقترح مع نظام شحن PWM من خلال الاختبارات التجريبية، وأظهرت النتائج أن النظام المقترح يشحن البطاريات بسرعة أكبر ويقدم أداءً أكثر استقرارًا.

  4. ما هي أنواع البطاريات التي تم اختبار النظام عليها؟

    تم اختبار النظام على بطاريات حمض الرصاص المتوفرة في مختبر الطاقات المتجددة بكلية الهندسة التقنية، جامعة طرطوس.


المراجع المستخدمة
International Energy Agency,Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy; IEA Publications, Paris, France, 2010
Tomabechi,K, Energy Resources in the Future, Energies,Vol.3, 2010, pp.686- 695
Shengyi, L Dougal,R, Dynamic Battery Model for System Simulation,IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, Vol. 25, No.3,2002, pp1521- 3331
قيم البحث

اقرأ أيضاً

بدأ البحث بمقدمة تشرح مفهوم و أهمية أمان نظام القدرة الكهربائيـة، يلـي ذلـك النمـوذج الرياضي الذي بني استناداً إلى تقانتي جريان الحمولة الخطي و عوامل الحساسية لأهم الأحداث التي يمكن أن يتعرض لها نظام القدرة مثل انقطاع خط و/أو انقطاع توليـد. و قـد ص ـممت خوارزمية تحليل الأحداث المحتملة بحيث يمكن تقويم أمان أي نظام قدرة كهربائيـة (مهمـا كانت عدد باساته و مستويات توتراته) من حيث جريان الا ستطاعة الفعلية. و استناداً إلى هـذه الخوارزمية فقد تم تصميم نظام برامجي بلغة توربو باسكال بحيث يتيح للمسـتخدم الحـوار السهل مع الحاسوب أثناء التشغيل، و قد تم التثبت من صحة البرنامج بتطبيقه علـى شـبكات عملية اختبارية كما استخدم لتحليل الأمان لجزء من الشبكة السورية لتوتر 230 ك ف. و تبين من خلال النتائج أن البرنامج ذو كفاءة عالية و يصلح لتقدير أمان الشبكة بدقة مقبولة و سـرعة قياسية ، على الرغم من استخدام طرق التحليل الخطية. و تجدر الاشـارة الـى أن البرنـامج المنجز هو الأول من نوعه في القطر لتقدير أمان نظام القدرة.
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 .
يقدم هذا البحث دراسة تفصيلية و تصميما عمليا لبناء و برمجة و تنفيذ منظومة لاستقبال الرسائل القصيرة المرسلة من هاتف خلوي أو أكثر إلى شريحة SIMالموضوعة ضمن دارة GSM-MODULE المتصل بدوره مع متحكم أصغري يقوم بترجمة هذه الرسالة و إظهارها على مصفوفة ضوئية.
يتمحور العمل في هذا البحث حول تصميم مُناول روبوتي تسلسلي صناعي يمتلك أربع درجات حرية (4-DOF) يقوم بأعمال المُناولة على خطوط الإنتاج و أعمال التوضيب للقطع الصغيرة، و يتميز بالمرونة و بإمكانية الانسجام مع الروبوتات الأخرى ضمن منطقة العمل. يوضّح البحث التوصيف الميكانيكي للمُناول و دراسة النموذج الحركي المباشر و النموذج الحركي العكسي بالإضافة إلى دراسة المسار. محركات المُناول الكهربائية هي محركات السيرفو (DC Servo motor). تصميم نظام القيادة الالكتروني للمُناول يستخدم شريحة الآردوينو (Arduino UNO). تُتيح الواجهة التطبيقية التخاطبية، التي تم بنائها ضمن البيئة البرمجية (Microsoft Visual Studio)، التحكُم بسهولة بالمُناول الروبوتي. حيث يحاكي نموذج المُناول الثلاثي الأبعاد (3D) حركته على أرض الواقع. يُناقش القسم الأخير من البحث نتائج اختبار النموذج التطبيقي للمُناول الروبوتي الذي قمنا بتصميمه و تنفيذه.
عرِضت في هذه المقالة طريقة لقيادة محرك ذي مقاومة مغناطيسية متغيرة بأربعة أطوار باستخدام الحاسب الشخصي من خلال المنفذ التسلسلي و دارة قيادة استُخدم فيها المتحكم الصغري و خوارزمية التشغيل التي خُزَنت ضمن المتحكم الصغري، يتم الإشراف على عمل المحرك من خل ال نافذة صممت لمراقبة و تغيير محددات المحرك من سرعة و توتر و تيار، إذ يمكن أن تستخدم مثل هذه الطرائق لقيادة محرك يعمل في بيئة يصعب الدخول إليها . علماً بأن قيادة هذا النوع من الآلات الخاصة قد تطورت تطوراً كبيراً في كلتا الدارتين دارة القيادة و دارة الاستطاعة.
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