طراحی و بهینه سازی یک سیستم هیبریدی تولید انرژی الکتریکی با منابع تجدیدپذیر

استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید، به دلیل در فراوانی و رایگان بودن آن ها، برای تولید برق همواره مورد توجه بشر بوده است. اگرچه مشکلاتی مانند غیرقابل پیش بینی بودن این منابع، وابستگی آن ها به تغییرات آب و هوا و قابلیت اطمینان پایین آن ها، استفاده از این منابع را مشکل آفرین می سازد، اما ترکیب مناسب این منابع به صورت ترکیبی (هیبریدی) می تواند تا حد بسیاری این مشکلات را بر طرف نماید. ترکیب این سیستم ها اگرچه مشکل قابلیت اطمینان را تا حد زیادی کم می کند اما طراحی بهینه و اعمال الگوریتم کنترلی مناسب را برای این چنین سیستمی دشوار می سازد. برای استفاده موثر و اقتصادی از یک سیستم هیبریدی تجدیدپذیر انرژی الکتریکی استفاده از یک روش بهینه سازی برای تعیین تعداد بهینه واحدها نیاز است. در این پایان نامه از یک روش جدید برای تعیین تعداد بهینه واحدهای (سایزینگ) موجود در سیستم هیبریدی مستقل پیشنهادی (یک بار شامل سلول خورشیدی - توربین بادی و بار دیگر سلول خورشیدی - توربین بادی - دیزل - باتری) استفاده شده است. سیستم های هیبریدی مستقل، به سیستم هایی گفته می شوند که بدون اتصال به شبکه قدرت، می توانند انرژی الکتریکی مورد نیاز را تولید کنند. از الگوریتم های بهینه سازی چندهدفه اکتشافی، برای تعیین تعداد بهینه واحدها بهره برده می شوند. هدف، استفاده حداکثر از منابع تجدیدپذیر انرژی در حداقل هزینه اقتصادی می باشد. متغیرهای تصمیم گیری در این روند، تعداد واحدهای موجود در سیستم هیبریدی (توربین بادی، سلول خورشیدی و باتری) می باشند. به عنوان یک مثال کاربردی، از داده های شدت تابش خورشید و سرعت باد شهر زابل واقع در استان سیستان و بلوچستان استفاده شده است، و یک سیستم هیبریدی مستقل بهینه تولیدکننده توان برای این منطقه بدست آورده شده است. همچنین الگوریتم کنترل مناسب برای کنترل عملکرد واحدها، زمان راه اندازی ژنراتور دیزل و نیز نحوه شارژ و دی شارژ باتری، برای سیستم ترکیبی (هیبریدی) مفروض، طراحی شده است. نتایج بدست آمده، مزیت استفاده از روش مطرح شده برای سایزینگ واحدها را در این منطقه تایید می کند.