استفاده از مولد های کوچک برای تولید برق بعد از ایجاد نیروگاههای بزرگ رنگ باخت اما با پیشرفت تکنولوژی های تولید برق در مقیاس کوچک و ایجاد تجدید ساختار در صنعت برق و مسائل زیست محیطی، باعث مطرح شدن مجدد این مولدها در صنعت تولید برق شده است. در کنار مزایای فراوان این نوع از تولیدات، بکارگیری این نوع از تولیدات با مشکلاتی روبروست، که از آن جمله می توان به افزایش سطح اتصال کوتاه در حضور این گونه از تولیدات اشاره کرد. این سطح اتصال کوتاه می تواند بالاتر از ظرفیت قطع وسایل حفاظتی موجود باشد و به کل سیستم آسیب بزند، به همین دلیل باید راهکار های به منظور کاهش این سطح اتصال کوتاه افزایش یافته ارائه شود. در این پایان نامه روش های موثر کاهش سطح اتصال کوتاه در دو گروه روش های پسیو و اکتیو مورد بررسی قرار گرفته و شبیه سازی شده است. در بخش آخر پایان نامه با جایابی بهینه و پیدا کردن مقادیر بهینه برای وسایل کاهش سطح خطا بدنبال استفاده بهینه از این وسایل می باشیم.

چکیده تاکنون توپولوژی های گوناگونی برای اتصال ماژول های فتوولتائیک به شبکه، ارائه شده است. در این پایان نامه انواع سیستم های متصل به شبکه خورشیدی مورد برررسی قرار گرفته است. طبق آخرین تحقیقات انجام شده اتصال سری ماژول های فتوولتائیک برای افزایش ولتاژ در کاربرد های خانگی مناسب نیست. از این رو در این پایان نامه یک مبدل dc/dc با افزایندگی بالا، برای افزایش ولتاژ پایین ماژول به سطح مورد نیاز اینورتر، به کار گرفته شده و بصورت عملی پیاده سازی شده است. این مبدل برای افزایش ولتاژ از یک سلف کوپل شده استفاده می کند که با استفاده از یک مدار کلمپ، انرژی نشتی سلف پراکندگی باز چرخش می شود. همچنین در این مبدل تلفات بازیابی معکوس دیود خروجی با استفاده از اندوکتانس نشتی سلف کوپل شده کاهش داده می شود. این مبدل همچنان دارای ساختاری ساده و کنترلی آسان است. طبق آزمایش های انجام شده، این مبدل تک کلیدی، دارای بازده ی بالا در محدوده ی 96-98 درصد است. با استفاده از مبدل ساخته شده از یک ماژول خورشیدی 100 وات حداکثر توان به صورت عملی با استفاده از الگوریتم آشفتن و مشاهده کردن(p&o) از پانل دریافت گردید. در خروجی مبدل ولتاژ 400 ولت مورد نیاز اینورتر نیز مشاهده و اندازه گیری شده است.

چکیده در این پایان نامه، کنترل یک سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه با بازده بالا و ایمن، برای کاربردهای خانگی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. به دلیل استفاده از یک تک ماژول با ولتاژ خروجی حدود 20 ولت، به یک مبدل dc/dc با افزایندگی بالا، برای افزایش بهره ی ولتاژ نیاز است. ازآنجا که توان پانل خورشیدی در اثر تغییرات شدت تابش و دما تغییر می کند باید این مبدل به وسیله الگوریتم حداکثر توان کنترل می شود. در این پایانامه دو الگوریتم جدید که بهبود یافته الگوریتم هدایت افزایشی (inc) و الگوریتم آشفتن و مشاهده کردن (p&o)می باشند معرفی شده است. نتایج شبیه سازی کارایی الگوریتم و ردیابی نرم و بدون انحراف نقطه حداکثر توان را اثبات می کند. همچنین برای اجرای الگوریتم حداکثر توان سخت افزار یک میکروکنترلرatxmega به کار گرفته شده و به کمک آن به صورت عملی حداکثر توان از پانل دریافت گردیده است. در مرحله دوم روش های کنترل تمام پل منبع ولتاژ با کنترل جریان برای تزریق جریان سینوسی هم فاز با ولتاژ شبکه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین سیستم متصل به شبکه در نرم افزار pscad شبیه سازی شده و نتایج مطلوب مشاهده گردیده است

در این پایان نامه یک مدار مهار هوشمند برای بهبود کارایی مبدل جریان مستقیم به جریان مستقیم تمام پل دو طرفه پیشنهاد و در عمل تست شده است. این مبدل از ولتاژ سمت ولتاژ بالای مبدل برای تنظیم جریان ترانس استفاده می کند. با تنظیم جریان ترانس قبل از سری شدن با خودالقاء جریان مستقیم از بوجود آمدن ولتاژهای سوزنی بر روی کلیدهای سمت ولتاژ پایین جلوگیری می شود. وجود یک زمان ثابت در رویه کلیدزنی مبدل که سمت ولتاژ بالای ترانس را برای مدت زمان کوتاهی اتصال کوتاه نگهمی دارد، از دیگر نکاتی است که موجب کاهش ولتاژهای سوزنی (در صورت ایجاد) می-شود. همچنین شرایط کلیدزنی در ولتاژ صفر برای کلیدهای سمت ولتاژ بالا در این مبدل حاصل شده است. عملکرد کاهنده ولتاژ نیز بررسی شده است. نتایج کنترل مبدل تمام پل با استفاده از کنترلرهایp و piبا یکدیگر مقایسه شده و در نمونه ساخته شده کنترلر p به کار گرفته شده است. هوشمند شدن مدار مهار مبدل علاوه بر جلوگیری از ایجاد ولتاژهای سوزنی بر روی کلیدهای سمت ولتاژ پایین مبدل، موجب افزایش راندمان مبدل نیز می گردد.

سیستم های فتوولتاییک در نقطه اتصال به شبکه سراسری برق در تمام ابعاد فرکانس، مقدار پیک ولتاژ، مقدار تزریق جریان dc و حفاظت ضد جزیره ای و.... باید با سیستم برق شهر سنکرون و سازگار باشد. در غیر اینصورت خطرات و مشکلات فراوانی به وجود می آید که ممکن است به کل سیستم فتوولتاییک و سیستم برق شهر آسیب های جبران ناپذیر وارد کند. لذا اتصال این سیستم ها به شبکه برق شهر و حفاظت از آن ها ، از اهمیت و حساسیت زیادی برخوردار است. در این پایان نامه سعی شدهاست ابتدا نگاه اجمالی بر روی سیستم های فتوولتاییک داشته باشیم و طرح خاصی از اتصال سیستم فتوولتاییک به برق شهر ارائه نماییم.

در میان همه فناوری های تجدید پذیر، فناوری فتوولتایی یکی از نویدبخش ترین فناوری ها می باشد. مهمترین عامل در گسترش وسیع سلول های خورشیدی، کاهش در قیمت و افزایش بازده آن می باشد. با استفاده از فناوری نانو می توان نسل جدیدی از سلول های خورشیدی را با هزینه کم و روش های ساده تولید کرد. در این پایان نامه ساختار و عملکرد سلول هایی که با فناوری نانو ساخته می شود معرفی می گردد. در میان سلول های نسل سوم که با فناوری نانو ساخته می شوند سلول خورشیدی پروسکایتی بیشترین توجهات را جلب کرده است. با توجه به پایین بودن هزینه ساخت سلول های حساس شده به پروسکایت و عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته برای ایجاد زمینه رشد این نوع سلول ها در کشور نمونه آزمایشگاهی از این سلول ساخته شد و بازده 1.07% حاصل شد. پایداری سلول های پروسکایتی علی رغم رسیدن به بازده بسیار خوب چالش پیش روی محققان است و ابداعاتی که در جهت بهبود پایداری بلند مدت ارائه شده است به شدت بر بازده تاثیر منفی دارد. این تاثیر به گونه است که در سلول های با ساختار کربن بازده میانگین به کمتر از یک سوم مقدار اعلام شده برای الکترود طلا و نقره کاهش می یابد. در این تحقیق نمونه های مختلف ساخته شده بررسی گردید و نمونه داری بیشترین پایداری برای ساخت انتخاب گردید. نمونه ساخته شده در بازه زمانی معینی تست گردید و نتایج اعلام شده است. در پایان نیز بررسی اجمالی از روند کار صورت گرفته و پیشنهاداتی جهت ادامه کار در آینده ارائه گردیده است.