تاکنون روش های فنی گوناگونی به منظور استحصال انرژی خورشیدی بوجود آمده و تکمیل شده است، در این پایان نامه سعی بر آن است که یک مطالعه با جزئیات کامل بر روی سیستم دیش استرلینگ که بیشترین بازده را در استحصال انرژی خورشیدی دارد صورت پذیرد. در این تحقیق کلیه ی قسمت های خورشیدی،گرمایی- حرارتی، مکانیکی و الکتریکی که در سایر تحقیقات به صورت همزمان به آن ها پرداخته نشده است مورد مطالعه قرار گرفته است و در آن تأثیر سایر قسمت های الکتریکی و مکانیکی بر روی هم و روش های کنترلی آن ها بررسی شده است. قسمت مکانیکی شامل بخش های دیش خورشیدی، و مدلسازی موتور استرلینگ با معادلات مکانیکی مربوطه می باشد و قسمت الکتریکی شامل ژنراتور سنکرون سه فاز،کانورتر،کنترل کننده، شبکه ی الکتریکی، باتری و بار می باشد که همگی در محیط سیمولینک نرم افزار matlab شبیه سازی شده اند. مطالعات صورت گرفته بر روی سیستم دیش استرلینگ به منظور تولید انرژی الکتریکی از انرژی خورشیدی درسه بخش انجام شده است. در بخش اول از سیستم دیش استرلینگ به منظور تولید انرژی الکتریکی و تأمین یک بارdc به صورت غیر متصل به شبکه استفاده شده، در بخش دوم از سیستم دیش استرلینگ به منظور تولید انرژی الکتریکی و تأمین یک بار ac به صورت غیر متصل به شبکه استفاده شده است و در آخر اتصال سیستم دیش استرلینگ به منظور تأمین بار الکتریکی موجود در شبکه ی برق مورد ارزیابی قرار گرفته است.

انرژی خورشید یکی از انرژی های پاک و تجدید پذیر است که در طبیعت به وفور وجود دارد و از زمان های قدیم نیز بسیار مورد توجه بشر بوده است . پانل های فتوولتائیک از جمله سیستم هایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کند. این سیستم ها به دو صورت ثابت و متحرک (دنبال کننده خورشیدی) وجود دارند که از لحاظ اقتصادی نوع ثابت آن نسبت به نوع دنبال کننده برتری دارد اما راندمان کمتری را دارا می باشند. یکی از عوامل مهم تأثیر گذار در توان خروجی پانل های فتوولتائیک ثابت زاویه شیب آنها نسبت به سطح افق می باشد که معمولا زاویه ای است که بتواند ماکزیمم انرژی تابشی روی سطح شیب دار در سال دریافت نماید. زاویه سالیانه ای که شیب پانل براساس آن تنظیم می گردد نزدیک به عرض جغرافیایی منطقه محل نصب پانل می باشد. در صورتیکه این زاویه بصورت فصلی و ماهیانه تنظیم گردد سبب افزایش میزان انرژی تابشی دریافتی روی سطح شیب دار می گردد. در این پایان نامه با توجه به معادلات حاکم در تعیین زاویه شیب بهینه پانل زاویه بهینه شیب جهت دریافت ماکزیمم انرژی تابشی روی سطح شیب دار با استفاده از اطلاعات تابش روی سطح افق سال 1389، بصورت سالیانه، فصلی ، ماهیانه و روزانه برای دو شهر میانده- جیرفت و عنبرآباد محاسبه گردیده است. علاوه بر این با لحاظ نمودن تأثیر تعرفه های انرژی الکتریکی زاویه شیبی که درآمد حاصل از فروش برق فتوولتائیک را برای دو بخش خانگی و عمومی ماکزیمم می نماید مشخص شده است. کار شاخصی که در این پایان نامه صورت گرفته است تعیین زاویه بهینه شیبی که مطابق با الگوی بار الکتریکی و رفتار واقعی مصرف کننده می باشد. سپس تعداد و ظرفیت دقیق اجزای اصلی سیستم فتوولتائیک مستقل از شبکه (پانل فتوولتائیک و باطری) جهت تأمین همیشگی انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کننده بدست آمده است.

در سال های گذشته با گسترش استفاده از انرژی باد برای تولید انرژی الکتریکی، تاثیر مزارع بادی در سیستم قدرت بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مزارع بادی می توانند از صدها توربین تشکیل شده باشند که این عامل مانعی برای مدل سازی کامل دینامیکی مزرعه به دلیل حجم زیاد محاسبات است. بنابراین ارائه یک مدل مناسب از مزرعه بادی برای مطالعات کیفیت توان، برنامه ریزی و میزان رزور چرخان مورد نیاز در سیستم قدرت بسیار حائز اهمیت می باشد. برای حل این مشکل روش های مختلفی برای مدل سازی دینامیکی مزارع بادی ارائه شده است. اما هیچ یک از مدل های معادل موجود دقت کافی برای مدل نمودن یک مزرعه بادی حاوی انواع توربین های بادی را دارا نمی باشند. در این تحقیق به ارائه یک مدل جدید جهت مدل سازی مزارع بادی مشتمل بر انواع توربین بادی پرداخته شده است. در مدل ارائه شده تاثیر همه ی توربین های بادی موجود در مزرعه بادی برروی خروجی های مزرعه بادی که شامل توان اکتیو، توان راکتیو و ولتاژ می باشند در نظر گرفته می شود. جهت صحه گذاری بر دقت روش پیشنهادی، یک مزرعه بادی ترکیبی نمونه شامل 39 توربین بادی با انواع روش های معادل موجود و همچنین روش پیشنهادی شبیه سازی شده است. سپس دو پارامتر کیفیت توان شامل نوسانات ولتاژ و فلیکر ولتاژ مربوط به هریک از مدل های معادل مزرعه بادی با مدل کامل مزرعه بادی مقایسه می گردند. علاوه براین، میزان رزرو چرخان مورد نیاز در سیستم قدرت در هریک از مدل های معادل و روش پیشنهادی با مدل کامل مزرعه بادی مقایسه شده است. هرچه میزان رزرو چرخان محاسبه شده توسط مدل های معادل مزرعه بادی به مدل کامل مزرعه بادی نزدیک تر باشد، مدل معادل دقیق تر خواهد بود و استفاده از آن مدل هزینه های سیستم قدرت را کاهش می دهد. این مساله در سیستم های قدرتی که میزان نفوذ مزارع بادی در آن ها بالاست از اهمیت بالاتری برخوردار است. نتایج بدست آمده از مقایسه مدل های مختلف نشان می دهد که مدل پیشنهادی برای شبیه سازی مزارع بادی شامل انواع توربین های بادی، از دقت بالاتری در محاسبه کیفیت توان و پیش بینی رزرو چرخان نسبت به سایر مدل های معادل برخوردار است. همچنین زمان مورد نیاز برای شبیه سازی مزرعه بادی به روش پیشنهادی بسیار کمتر از مدل کامل مزرعه بادی می باشد.

با توجه به گسترش روزافزون مصرف کننده ها و نیاز بیشتر به تولید برق، روز به روز نیاز به استفاده از تولیدات پراکنده پراکنده بیشتر احساس می شود. در سال های اخیر به دلیل هزینه ی کم تولید انرژی، بازده ی بالا، کاهش تلفات و همچنین بهبود کیفیت توان و قابلیت اطمینان شبکه، آلودگی بسیار کم محیطی، توجه زیادی به استفاده از تولیدات پراکنده شده است. اما استفاده از این منابع باعث ایجاد مشکلاتی در شبکه می شود. حضور جریان های تولیدات پراکنده در شبکه های توزیع، باعث از دست رفتن ساختار شعاعی شبکه و همچنین عدم هماهنگی در تجهیزات حفاظتی مانند فیوزها می شود. این امر باعث بروز مشکلاتی در تجهیزات حفاظتی مانند قطع نا خواسته و عدم عملکرد فیوزها (عملکرد نادرست فیوزها)، می شود. مهمترین مانع در جهت پیشرفت و استفاده ی بیشتر از تولیدات پراکنده همین مشکلات حفاظتی است. شبکه های توزیع معمولا ساختار حفاظتی ساده ای دارند که با تجهیزاتی مانند فیوز، ریکلوزرها و رله های جریان زیاد اجرا می شوند. بسته به نوع، مکان و میزان تولید تولیدات پراکنده، شدت حفاظت نیز تغییر می کند. شبکه های توزیع اغلب شعاعی می باشند ولی با حضور تولیدات پراکنده، این خاصیت شبکه ها از دست می رود و همین امر باعث از دست رفتن هماهنگی در تجهیزات حفاظتی می شود. بنابراین، برای رفع این مشکل لازم است تا یک طرح منسجم برای حفاظت شبکه های توزیع با منابع تولید پراکنده ارائه شود. در این پایان نامه، دو روش جدید برای حفاظت شبکه های توزیع با حضور تولید پراکنده ارائه شده است. روش اول، نشان می دهد که با افزودن یک رله ی اضافه جریان برای هر تولید پراکنده، حفاظت شبکه بهبود یافته و قابلیت اطمینان شبکه افزایش می یابد. روش دوم نشان می دهد که با استفاده از حفاظت وفقی می توان مشکل شبکه های توزیع با یک منبع تولید پراکنده را حل کرد. همچنین طرح های ذکر شده، بر یک شبکه ی توزیع نمونه با استفاده از نرم افزار digsilent پیاده سازی شده است.