دانلود شبیه سازی مقاله طراحی سیستم قدرت سلول سوختی اکسید جامد با اینورتر سه فاز

طراحی سیستم قدرت سلول سوختی

تولید پراکنده بطور کلی به معنای مولدهای کوچک، از چند کیلووات گرفته تا 10 مگاوات، چه متصل به شبکه اصلی چه استفاده شده به صورت مستقل در حالت جزیره ای، می باشد. معمولاً، DG های کوچک، در محدوده توان 5 تا 250 کیلووات، می توانند ساختمان های مسکونی بزرگ را تامین برق کنند (چه در حالت جزیره ای چه متصل به شبکه). فنآوریهای DG را می توان به DG های تجدیدپذیر و غیرتجدید پذیر، تقسیم بندی نمود. بطور کلی، فنآوریهای انرژی تجدیدپذیر، پایدار هستند (یعنی، منبع انرژی آنها تمام نخواهد شد) و باعث مشکلات زیست محیطی نمی شوند؛ اینها شامل فتوولتائیک خورشیدی، حرارتی خورشیدی، باد، زمین گرمایش، جزر و مدی، برقآبی کم ارتفاع (کوچک)، بیومس و بیوگاز و پیل های سوختی هیدروژنی (هیدروژن تولیدشده از منابع تجدیدپذیر)، می باشند. فنآوریهای انرژی غیرتجدیدپذیر، اشاره به منابعی دارند که از نوعی سوخت فسیلی مانند بنزین، گازوئیل، نفت، پروپان، متان، گاز طبیعی یا زغال سنگ به عنوان منبع انرژی خود استفاده می کنند. DG های برپایه سوخت فسیلی، منابع تولید توان پایدار تلقی نمی شوند، زیرا منبع انرژی آنها تمام شدنی است. اینها شامل موتور احتراق داخلی (ICE)، توربین احتراق، توربین گاز، ریزتوربین و پیل های سوختی (که از نوعی سوخت فسیلی، برای مثال گاز طبیعی برای تولید هیدروژن استفاده می کنند) می باشند. هر دو نوع DG ها (تجدیدپذیر و غیرتجدید پذیر)، کاربرد گسترده ای در سراسر جهان دارند. عیب منابع DG تجدیدپذیر، ماهیت متناوب و گهگاهی منبع انرژی تجدیدپذیر آنها می باشد و عیب DG های مبتنی بر سوخت فسیلی این است که محیط زیست را آلوده می کنند و در برخی موارد گازهای خروجی سمی مانند SO2 و NOx تولید می کنند که مشابه با آلاینده های نیروگاه های متمرکز متداول هستند. با این حال، با ملاحظه افزایش نیاز به برق، مزیت های فنآوریهای DG غیرتجدیدپذیر با آلودگی کم گازهای آلاینده از معایب شان بیشتر می باشند و انتظار می رود در آینده نزدیک مورد استفاده قرار گیرند. فنآوری پیل سوختی می تواند در هر دو طبقه بندی گفته شده در بالا جای بگیرند. اگر سوخت هیدروژن مورد نیاز برای تامین انرژی پیل سوختی از یک منبع تجدیدپذیر تولید شود، آن واحد مولد برق پیل سوختی، یک فنآوری انرژی تجدیدپذیر محصول می شود، یعنی انرژی باد و خورشیدی برای تولید هیدروژن برای تامین سوخت یک مجموعه پیل سوختی، مورد استفاده قرار می گیرد. برعکس، اگر هیدروژن از یک منبع سوخت فسیلی (برای مثال، گاز طبیعی یا متان) تولید شود، آن پیل سوختی یک فنآوری انرژی غیرتجدیدپذیر محصول می گردد. با انجام طراحی دقیق، DG های فعال شده بوسیله سوخت فسیلی انتخاب شده، را می توان به نحوی ساخت که مقداری از سوخت فسیلی (را با ترکیب با اکسیژن) اکسیده کند تا تولید حرارت صورت گیرد. چنین نحوه های کار، چه در سیستم های الکترومکانیکی (دوران کننده) چه سیستم های الکتروشیمیایی (پیل سوختی) را حالت بهره برداری «برق و حرارت ترکیبی» (CHP) می گویند. اکثر فنآوریهای DG جدید، دارای ادوات الکترونیک قدرت برای فراهم کردن توان خروجی قابل استفاده می باشند. این DG را اغلب DG های متصل به ادوات الکترونیک قدرت می نامند. کنترل توان بسیار بهینه شده این منابع برق، با کنترل واحدهای متصل شده به ادوات الکترونیک قدرت، ممکن شده است. در یک روش معمول، ولتاژ خروجی این ادوات تولید برق dc یا ac به یک ولتاژ خروجی کنترل شده، تبدیل می شود. پیل های سوختی، از میان انواع فنآوریهای تولید پراکنده، منابع بالقوه برق تولید برق تلقی می شوند. پیل های سوختی، مزیت های متعددی دارند که باعث شده در مقایسه با فنآوریهای دیگر برتر باشند. انتگراسیون (اتصال) سیستم پیل سوختی، برای تامین برق پیوسته به بار براساس تقاضا می باشد. در سیستم انرژی پیل سوختی که برای کاربردهای تولید پراکنده استفاده می شوند، منبع با مبدل بوست DC-DC تلفیق می شود تا ولتاژ پیل سوختی تثبیت گردد. سپس خروجی مبدل بوست به اینورتر PWM سه فاز تغذیه می شود تا ولتآژ ac سه فاز برای کاربردهای متصل به شبکه حاصل شود.

این شبیه سازی در محیط نرم افزار سیمولینک متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از تصاویر مربوط به خروجی های شبیه سازی قرار داده شده است: