مدیریت توان بهینه برای یک سیستم هیبریدی شامل توربین بادی، سلول خورشیدی، پیل سوختی و باتری با استفاده از الگوریتم ترکیبی فازی و چرخه آب

امروزه با توجه به افزایش روزافزون مصرف انرژی و کاهش منابع سوخت¬های فسیلی، گرایش نسبت به مصرف انرژی¬های تجدیدپذیر و پاک بسیار بیشتر شده است. در این میان دسترسی به انرژی¬هایی مانند انرژی خورشیدی و بادی به خاطر شرایط دسترسی آسان و مقدار آن ها در اولویت قرار دارد. در این پایان¬نامه از یک سیستم تولید توان ترکیبی متشکل از توربین بادی، سلول¬ خورشیدی، پیل سوختی و باتری استفاده شده است. هدف از این پایان نامه مدیریت توان بهینه¬ی سیستم ترکیبی پیشنهادی در شرایط محیطی (تابش، دما، سرعت باد) متنوع است. سیستم ترکیبی موردمطالعه به صورت یک سیستم مستقل و خودگردان در نظر گرفته شده است. سیستم ترکیبی، انرژی تولیدی خود را به یک شینه dc تزریق می کند و توان تزریق شده توسط یک مبدل ولتاژ dc/ac (اینورتر) به یک بار ac تحویل می¬گردد. در این مطالعه، سیستم پیل سوختی و باتری به عنوان سیستم پشتیبان انرژی در نظر گرفته شده¬اند. توان مازاد توسط یک مبدل dc/dc کاهنده به الکترولایزر می¬رسد و الکترولایزر از این توان مازاد برای تولید هیدروژن موردنیاز برای تغذیه پیل سوختی استفاده می¬نماید، این توان مازاد، باتری را نیز شارژ خواهد کرد. در این سیستم، از یک بار dc برای ایجاد تعادل میان تقاضا و تولید در حالت گذرا استفاده شده است که در صورت مازاد تولید در لحظه گذرا وارد سیستم می شود و توان مازاد را جذب می¬نماید. سعی بر آن است تا با طراحی یک کنترل کننده ی فازی بهینه شده، قابلیت اطمینان (که در این پایان نامه با معیار کاهش احتمال از دست دادن بار بیان شده است) و هزینه تعمیر و نگهداری سیستم ترکیبی، بهبود یابد. لذا از الگوریتم چرخه آب جهت بهینه نمودن محل قرارگیری توابع عضویت کنترل کننده ی فازی برای مدیریت توان بهینه¬ی بین اجزای سیستم ترکیبی استفاده شده است. سیستم ترکیبی موردمطالعه در نرم¬افزار matlab شبیه سازی شده است. نتایج نشان می¬دهد الگوریتم چرخه آب در مقایسه با الگوریتم اجتماع ذرات، در یافتن توابع عضویت بهینه بهتر عمل می کند و علاوه بر آن سطح شارژ باتری در روش چرخه آب بیشتر است که منجر به افزایش عمر باتری می¬گردد.