سیستمهای تولید پراکنده هیبرید مستقل از شبکه مبتنی بر مولدهای فتوولتاییک و پیل سوختی

در بسیاری از نواحی جهان، طبیعت نوسانی تابش خورشید باعث می شود که برای استفاده از مولد های توان pv به صورت مجزا از شبکه به واحدهای بزرگ و گران قیمت نیاز داشته باشیم. یکی از روشهای موجود برای حل مسئله، ترکیب واحدهای pv با منابع دیگر انرژی همچون دیزل ژنراتورها، پیل های سوختی و یا باتری های پشتیبان است. استفاده از دیزل ژنراتور تولید توان به طور مستمر را تضمین می کند. با این وجود دیزل ژنراتورها چندین عیب مهم دارند که از آن جمله می-توان به پر سر و صدا بودن و تولید گازهای آلاینده اشاره کرد، همچنین پشتیبانی دیزل ژنراتورها وقتی منطقی خواهد بود که رنج توان تولیدی زیاد باشد. پیل های سوختی با داشتن راندمان خوب، پاسخ بار مناسب، تولید شدن به صورت ماجول و انعطاف پذیری سوخت گزین? جالب و کارا برای ترکیب با مولد های pv هستند. قابلیت های پیل سوختی باعث شده است که بتواند به همراه pv برای کاربردهای متصل به شبکه و نیز مجزا از شبکه مورد استفاده قرار بگیرد. باتری ها به عنوان پشتیبان و علی رغم داشتن قابلیت های خوبی چون پاسخ دهی سریع، قابلیت ماجول شدن و نیز انعطاف پذیری نمی توانند به مدت نامحدودی برای پشتیبانی از pv ها الکتریسیته تولید کنند. در این پایان نامه یک سیستم تولید پراکنده هیبرید توان پایین/متوسط بر اساس مولد انرژی فتوولتاییک و پیل سوختی و مبدل های یک طبقه الکترونیک قدرت، برای تغذیه بار مستقل از شبکه ارائه شده است. در ساختار پیشنهادی، pv به عنوان منبع اصلی تولید توان توسط یک مبدل یک طبقه بار را تغذیه می کند، برای فراهم آوردن قابلیت ماجول شدن مبدل های بکار رفته، fc نیز توسط مبدل مشابهی به طور موازی با pv به بار متصل شده است، تا بهنگام کاهش توان تولیدی توسط pv نسبت به توان مصرفی بار، مابه التفاوت این توان ها را به بار تزریق کند. از سوی دیگر برای بهینه کردن استفاده از منابع تولید توان از یک الکترولایزر استفاده شده است تا در صورت بیشتر بودن توان تولیدی توسط pv نسبت به توان مصرفی بار، توان اضافی از طریق یک مبدل باک و الکترولایزر به هیدروژن تبدیل شود. هیدروژن تولیدی در تانک هایی ذخیره شده و به عنوان سوخت در پیل سوختی مصرف می شود. همچنین یک اینورتر سه فاز باک- بوست با قابلیت افزایش سطح ولتاژ ورودی برای اتصال منابع dc با سطح ولتاژ پایین به بار سه فاز پیشنهاد شده است. کاهش تعداد کلیدهایی که با فرکانس بالا کلید زنی می-شوند، سادگی و تبدیل یک طبقه توان از جمله مزیت های اینورتر پیشنهادی است. نتایج حاصل از شبیه سازی کامپیوتری برای سیستم هیبرید توان پیشنهادی و اینورتر سه فاز پیشنهادی با استفاده از نرم افزار pscad/emtdc ارائه شده است و عملکرد و قابلیت سیستم هیبرید در کنترل و تثبیت ولتاژ بار در مدهای کاری مختلف نشان داده شده است.