سیستم PVP

سیستم PVP – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه فیزیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

سیستم PVP

مقدمه

در مطالعه جاری تحقیقات تجربی بر روی سیستم PVP به صورت دو ویژگی مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از این ویژگی‌ها تعیین خصیصه‌های فیزیکی اجزای سیستم می‌باشد تا بدین وسیله اساس و زیربنای لازم را برای توسعه مدلهای ریاضی دقیق، که در شبیه‌سازی کامپیوتری تشریح گردیده و مورد استفاده قرار می‌گیرد، در فصول زیر بوجود آورد. ویژگی بعدی شامل آنالیز جامع رفتار عملکردی سطوح PVP  تحت شرایط کاری می‌باشد تا بدین وسیله تجارب عملی را با چنین سیستمهایی بدست آورده و همچنین بتوانیم مدل‌سازی عملکرد سیستم را مورد پشتیبانی قرار دهیم.

در داخل متون ذکر گشته، اهداف اصلی تحقیقاتی تجربی انجام گرفته در کار جاری را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود :

• اندازه‌گیری‌های ثابت آزمایشگاهی خصیصه‌های فیزیکی ترکیبات واحد سیستمهای PVP

• اندازه‌گیری‌های دراز مدت عملکرد سیستمها در تأسیسات ساخته شده بیرونی با هدف:

بدست‌آوری مجموعه داده اندازه‌گیری شده برای معتبرسازی مدلهای عددی تحت شرایط عملکرد دینامیک.

بررسی رفتار عملکردی سیستمهای PVP و تأثرات متقابل اجزای واحد آن تحت شرایط واقعی بیرونی.

اغلب تحقیقات تجربی گزارش شده در این فصل بر روی تأسیسات پمپ فوتوولتائیک، که در شرایط فیلد کاری در دانشگاه اولدنبرگ قرار داشت، ‌انجام پذیرفت. این آزمایشات با توجه به اندازه‌گیریهای آزمایشگاهی ثابت خصیصه‌های اجزای سیستمها در دانشگاه اولدنبرگ، دانشکده فنی برلین و دانشگاه نیروهای نظامی آلمان در مونیخ انجام پذیرفت. در زیر مراحل تجربی و تستهای انجام گرفته بر روی آنها تشریح خواهد شد.

سیستم PVP

امکانات تست فوتوولتائیک بیرونی

سیستم PVP دانشگاه اولدنبرگ در محوطه باز فضای بیرونی نصب گردید و در سال ۱۹۹۴ عمل خود را آغاز نمود. تأسیسات اولیه، معرف وضعیت حقیقی جدیدترین تکنولوژی PVP بود و شامل ادوات ذیل بود: ژنراتور PV 1.9 kWp، مبدل، پمپ سانتریفوژ که بوسیله یک موتور غیر همزمان یا اسنکرون تأمین می‌شد و همچنین یک سیستم ارسال آب. شکل ۲٫۱ شماتیک نصب سیستم پمپ را نشان می‌دهد. پیکربندی اولیه در سال ۱۹۹۶ تغییر یافت. این تغییر شامل تعویض پمپ سانتریفوژ با یک پمپ انتقال مثبت که بوسیله یک موتور DC بدون زغال رانده می‌شد، بود. اطلاعات فنی قطعات سیستمهای PVP در جدول ۲٫۱ نشان داده شده است. این دو پیکربندی سیستم PVP تحت شرایط آزمایشگاهی به طور کامل تشریح گردیده است .

آزمایشات

اندازه‌گیری‌های میدانی

با استفاده از تأسیسات بیرونی تشریح شده، هر دوی پیکربندیهای سیستمهای PVP(جدول ۱-۲ ) به هنگام تابستان تحت شرایط میدانی به کار گرفته شدند. هدف اصلی تجارب بیرونی بدست‌آوری داده سری‌های زمان تحت شرایط دینامیک می‌باشد تا آنکه بتوان مدلهای توسعه یافته برای سیستمهای PVP و قطعات مربوط به آن را مورد بررسی قرار داد. از دیگر اهداف بررسی سیستم و رفتار قطعات تحت طرحهای مختلف و شرایط کنترلی گوناگون می‌باشد(مثل ارتفاع ریزش متفاوت و تنظیمات مختلف واحد کنترل مبدل)، تا بتوانیم داده‌ها را کنترل و نظارت نموده و همچنین تجربه‌های عملی را در خصوص چنین سیستمهایی بدست آوریم.

شکل ۲-۲ نشان‌دهنده نصب سیستم بیرونی به طور شماتیک می‌باشد. در این نصب نیروی تأمین شده به زیر سیستمها(مبدل، موتور و پمپ) بوسیله یک ژنراتور PV بدست آمده که خود برحسب نیاز به نیرو برای هر یک از سیستمهای تحت بررسی پیکربندی می‌گردد. همانگونه که شکل نشان می‌دهد متغیرهای هواسنجی زیر مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. پرتو افکنی خورشیدی G دارای تأثیر بر سطح آرایه PV، دمای محیط T_Anb و دمای پشت پانل T_cell می‌باشد. ولتاژ V_DC و نیروی الکتریکی P_DC در بین موقعیتهای نیروی ابزارها و ژنراتور  PVاندازه‌گیری شد. در سیستم هیدرولیکی، اندازه‌گیری فشار T₁ در چاه(قبل از ورود پمپ)، فشار P₂ در لوله(بعد از خروج پمپ)، و میزان جریان پمپ Q انجام پذیرفت. در سیستم AC نیروی الکتریکی P_AC ، فرکانس الکتریکی f_AC و جریان الکتریکی I_AC بین مبدل و موتور اندازه‌گیری شد .

نتایج عملکرد اندازه‌گیری شده سیستم PVP

بعنوان مثالی از رفتار عملی سیستم AC، اندازه‌گیری بعمل آمده بصورت ارزشهای میانگین یک دقیقه‌ای بدست آمده از یک روز معمولی تابستانی ارائه خواهد شد. کل پرتوافکنی سطح آرایه در روز خاص ۶٫۷ kWh/m² بود. ارتفاع ریزش آب(بلندی برحسب متر که یک پمپ می‌بایست از میزان سطح قابل برداشت آب چاه تا نقطه تخلیه آن را به انجام رساند) به میزان ۹٫۲m و ۶۵m² بوسیله سیستم انجام می‌پذیرفت. در شکلهای زیر۲٫۳ و ۲٫۸ مهمترین نتایج مرتبط با عملکرد سیستم ارائه گردیده و مورد بحث قرار گرفته است.

در شکل۲٫۳ نیروی خروجی اسمی ژنراتور PV(P_nom)، خروجی برق PV(P_DC) و نیروی هیدرولیکی تولید شده بوسیله پمپ(P_hyd) به هنگام روز نشان داده شده است. میزان نیروی اسمی یک نیروی ایده‌آل خروجی ژنراتور PV می‌باشد و معرف پرتوی بر روی سطح آرایه با مضرب کارایی شرایط استاندار تست می‌باشد. کارایی شرایط تست استاندارد(STC) همان کارایی مدل PV با پارامترهای محیطی از قبل تعیین شده(۱۰۰۰ W/m² ، ۲۵^۰C ، AM1.5) است.

سیستم PVP

تجارب آزمایشگاهی

همانگونه که قبلا ذکر شد، پیش نیازهای شبیه‌سازی دقیق عملکرد سیستمPVP موجود بودن خصیصه‌های اطلاعاتی قطعات مختلف است. از آنجایی که چنین داده‌هایی معمولا بوسیله تولیدکنندگان آن قطعات موجود نمی‌باشد، لازم است تا این خصیصه‌های را از طریق آزمایش بدست آورد. در بخش زیر اندازه‌گیریهای ثابت که بطور پایه بر روی سیستم AC انجام گرفته خلاصه خواهد شد و تغییرات انجام یافته برای تست سیستم DC مورد بحث قرار خواهد گرفت. اطلاعات بدست آمده توسط این تجربه جهت پشتیبانی از توسعه مدلهای ریاضی برای قطعاتی که در فصل بعد ارائه گردیده شده‌اند، بکار گرفته خواهد شد.

خصیصه‌های اطلاعاتی قطعات واحد تحت شرایط ثابت اندازه‌گیری گردید، از اینرو رفتارهای زورگذر مدلها نادیده گرفته شد. براین اساس تاثیرات دستگاه  ذخیره الکتریکی(القایی و یا خازنی)، گشتاور ماند در سیستمهای چرخشی و افزایش توده‌ها در سیستمهای هیدرولیکی نیز نادیده گرفته شدند. ثابتهای زمانی تاثیرات فوق‌الذکر نیز با این وجود در ردیف دوم و یا کمتر ذکر گردیده، در حالیکه شبیه‌سازی معمول مراحل زمانی در ۱۰ دقیقه یا بیشتر بوده و از اینرو خطاهای نادیده گرفتن زودگذرهای کوتاه در حقیقت مهم نخواهد بود. این نقطه بعدا در بخش ۲٫۳ بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

مجموع اطلاعات مورد نیاز برای مشخص‌سازی کامل سیستمهای PVP عبارتند از: جریان DC و ولتاژ(I_DC,V_DC)، جریان و ولتاژ موتور(I_{Motor ,} V_Motor)، نیروی خروجی مبدل(P_AC)، فرکانس مبدل(f)، گشتاور موتور و سرعت چرخشی(T,n)، جریان حرکت پمپ(Q) و فشار ارتفاع ریزش(H).

شکل ۲٫۹ نشان‌دهنده شماتیک نصب کامل مراحل آزمایشگاهی است. تغییرات بعمل آمده برای اندازه‌گیری برخی از قطعات به هنگامی که این اندازه‌گیریها را مورد خطاب قرار می‌دهیم بحث خواهد شد. کلیه اطلاعات اندازه‌گیری شده بطور اتوماتیک بوسیله یک ثبت کن اطلاعات توسط کامپیوتر PC  ذخیره می‌شود.

سیستم PVP

اندازه‌گیری خصیصه‌های موتور اسنکرون

به منظور تعیین مناسب خصیصه پارامترهای موتور سنکرون، لازم است تا آنرا مستقل از سیستم هیدرولیکی تست نمایم. برای این منظور، موتور از پمپ جدا گردیده و براساس پیشنهاد نورنبرگ مورد آزمایش قرار گرفت. اندازه‌گیریهای انجام یافته بر روی موتور مذکور بطور کاملی مستندسازی گردیده است. به گونه‌ای که خلاصه‌ای از این تست در اینجا آورده خواهد شد. اندازه‌گیریهای نصب در زمینه A ارائه شده است.

هدف از تست موتور بدست آوردن پارامترهای موتور می‌باشد، که در فصل بعد جهت محاسبه نیروی الکتریکی و خصیصه‌های گشتاور موتور مورد بررسی قرار خواهد گرفت. تشریح پارامترهای موتور با جزئیات آن در بخش ۱۴/۳ و ۱۵/۳  این کتاب بیان شده است و در اینجا نیز ذکر خواهد شد. این پارامترها بصورت زیر تعریف شده‌اند.

• R₁ مقاوم اهمی استاتور

• R₂ مقاوم اهمی روتور

• …

اندازه‌گیریهای خصیصه‌های پمپ

پمپها معمولا بوسیله خصیصه‌هایH(Q,n) تشریح می‌گردند. H مجموع کل ارتفاع ریزش مایع بوسیله پمپ می‌باشد. Q میزان جریان و n  سرعت چرخش پمپ است. برای هر پمپ، ترکیب هر یک از سه مورد بالا لازم است تا پمپ دارای عملکرد بهینه‌ای باشد. با این وجود، برای سیستمهای PVP شرایط معمولا متفاوت می‌باشند. بگونه‌ای که جهت تشریح عملکرد پمپ در چنین سیستمهای لازم است تا سریهای منحنیهایH(Q) برای سرعتهای متفاوت تعیین گردیده باشد.

براساس معادله اولر ماشینهای مایع ایده‌آل، عملکرد حقیقی پمپ می‌توان با کاربرد معادلات زیر تشریح نمود :

سیستم PVP

بررسی واکنش تابع – مرحله‌ای تاسیسات تست PVP

در تابستان ۱۹۹۵ اندازه‌گیریهای خاص در تاسیسات تست PV جهت بررسی واکنش تابع‌- مرحله‌ای و یا بطور ویژه برای یافتن این موضوع که تا چه اندازه خروجی نیروی  پمپ در برابر تغییرات ناگهانی تابش خورشیدی مقاومت می‌نماید صورت پذیرفت. این اطلاعات برای پیشرفت مطالعه کنونی مهم می‌باشد، چرا که در این حالت یک وقفه زمانی بین نیروی ژنراتورPV و نیروی پمپ مشاهده می‌گردد. این تاثیرات می‌بایست در آنالیز داده اندازه‌گیری  و مخصوصا در مدل‌سازی تاسیسات بکار گرفته شود.

برای بدست آوری اهداف مورد نظر، اندازه‌گیریهای نیروی هیدرولیک و نیروی PV  در کوچکترین حد رزولوشن بوسیله ثبت‌کننده داده(نیم ثانیه) صورت پذیرفت، مخصوصا برای میزانهای مختلف ارتفاع ریزش آب و تنظیمات مختلف پارامترهای مبدل.

همانگونه که در منحنیهای شکل ۲٫۱۱ دیده شد، هیچگونه وقفه زمانی وجود ندارد که بتواند با زمان رزولوشن اندازه‌گیری ابزار بین نیروی ورودی DC و نیروی خروجی هیدرولیک تشخیص داده شود. هر دوی منحنیها بطور متناسب دارای افزایش و کاهش بوده‌اند و میزان حداکثر خود را در یک نقطه زمانی بدست آورده‌اند. این اطلاعات نشان داده است که ایجاد اندازه‌گیریهای دینامیک سیستم PV  بر روی مدلی که تاثیرات زودگذر زمان کوتاه در آن اثر ندارد ممکن می‌باشد.