عنوان پایان‌نامه
امکان سنحی فنی اقتصادی بهره برداری از سیسبم ترکیبی انرزی بادی خورشیدی با استفاده از تحلیل داده های فازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2090;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52063
- تاریخ دفاع
- ۱۱ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- امین علی بخشی
- استاد راهنما
- حامد شکوری گنجوی
- چکیده
- امروزه به موجب افزایش مصرف انرژی و کاهش منابع سوخت‌های فسیلی از یکسو، توجه به منابع انرژی جایگزین بویژه انرژی‌های تجدیدپذیر افزایش یافته است. از این میان منابع بادی و خورشیدی بواسطه فراوانی و دردسترس بودن در تمام نقاط جهان به عنوان منابع امید بخش برای تامین انرژی آینده جهان شناخته می‌شوند. ترکیب این دو منبع علاوه بر کاهش هزینه، قابلیت اطمینان تامین بار بیشتری را نسبت به سیستم‌های تکی بادی یا خورشیدی فراهم خواهد آورد. تا کنون روش‌های اندکی برای بهینه‌یابی سیستم‌های ترکیبی بادی-خورشیدی ارائه شده است. در این پایان‌نامه روش جدیدی برای تعیین سیستم ترکیبی ارائه شده است. مدل ارائه شده توسعه یافته یک مدل پایه است. متغیرهای تصمیم عبارتند از، تعداد توربین بادی، تعداد ماژول خورشیدی، تعداد باتری، شعاع روتور توربین بادی و ارتفاع پایه توربین. تابع هدف مسئله حداقل سازی هزینه‌های سالانه سیستم ترکیبی مستقل از شبکه است. مدل ارائه شده دارای پنج زیرمدل است. مدل توربین بادی، مدل ماژول خورشیدی، مدل باتری، مدل احتمال از بین رفتن بار و مدل اقتصادی. توسعه انجام شده در این پایان‌نامه در بخش اقتصادی صورت گرفته است. دراین بخش، هزینه‌های تمام اجزای تشکیل دهنده توربین بادی به شعاع روتور و ارتفاع پایه توربین مربوط شده است. مدل ارائه شده توسط الگوریتم ژنتیک که الگوریتمی توانمند در حل مسائل بزرگ و پیچیده است در نرم‌افزار متلب کد نویسی و اجرا شد. برای اجرای مدل از داده‌های سرعت باد و میزان تابش خورشیدی ایستگاه هواشناسی نهاوند که بصورت 10 دقیقه‌ای و به مدت یک سال در دست بودند استفاده شد. اجرای مدل در شرایط جمعیتی مختلف و در تکرارهای متفاوت، صحت عملکرد مدل را به اثبات رساند. مدل ارائه شده پس از فازی سازی تعدادی از داده‌های ورودی مجدد اجرا شد. نتایج کلی نشان داد که سیستم ترکیبی بادی-خورشیدی مستقل از شبکه برای ایستگاه هواشناسی نهاوند در شرایط کنونی صرفه اقتصادی نداشته و باید سیاست‌های حمایتی و تشویقی و همچنین مجازات‌های مربوط به آلودگی محیط زیست افزایش یابد تا اینگونه سیستم‌ها توان رقابت و حضور در بازار را پیدا کنند. اما سیستم ترکیبی متصل به شبکه برای همان ایستگاه دارای صرفه اقتصادی می‌باشد.
- Abstract
- Nowadays, because of increasing needs of energy, and decreasing of fossil fuel resources, attention (tendency) to alternative resources, particularly renewable energy has been increased. Among all resources, wind and solar, because of their abundance and availability around the world, are considered as promising sources for future of world energy supply. A combination of two mentioned resources, leads to costs reduction and in the future it become more reliable than single wind or single solar systems for providing more power. Heretofore, unfortunately, few optimization methods are presented for hybrid wind-solar systems. In this thesis, we offer a new method for determination of optimized hybrid system. The offered model is an expansion of a basic model. The decision variables are, the number of wind turbines, the number of solar modules, the number of batteries, rotor’s radius of wind turbine, and height of turbine tower. Objective function is minimization of annual cost in offgrid hybrid system. The model involves five submodels, including wind turbine model, solar module model, battery model, loss of power supply probability model, and economic model. In the thesis, basic model has been developed alongside economic section. In an economic submodel, overall cost of wind turbine components is connected to rotor’s radius or height of turbine tower or both of them. Proposed model in genetic algorithm, a powerful algorithm to solve big and complex problems, coded and implemented in Matlab software. In order to implementing the model, we utilize of wind speed and solar radiation data in Nahavand weather station which has been measured every 10 minutes intervals and for a period of one year. Efficiency of model and algorithm has been proved by implementing the model in different population situations and different repetitions. Afterward fuzziness of some input data, the model implemented for another time. The overall results indicate that the offgrid wind-solar hybrid system, in current condition, has not economic satisfaction for Nahavand weather station. So supportive and incentive policies and environmental pollution penalties shall be increase, until renewable energy systems enable will participate in a present market. But, the ongrid hybrid system, in the same condition, is economic in Nahavand weather station.
