معرفی و دانلود کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر: مبدل مدولار DC

معرفی کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر: مبدل مدولار DC

کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر نوشته‌ی محمد افکار و رقیه گوگ ساز قوچانی راهی نو برای رفع یکی از مشکلات مهم سیستم‌های خورشیدی و پیل سوختی، یعنی عدم تعادل ولتاژ را معرفی می‌کند. این کتاب با معرفی مبدل مدولار DC برپایه‌ی ساختار بوست سه‌سطحی، روشی کارآمد برای رفع عدم تعادل ولتاژ ارائه می‌دهد؛ راهکاری که می‌تواند در بهینه‌سازی و پایداری سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر مؤثر باشد.

درباره‌ی کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر

کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر نوشته‌ی محمد افکار و رقیه گوگ‌ ساز قوچانی به یکی از چالش‌های مهم در سیستم‌های انرژی پاک می‌پردازد؛ چالشی که شاید در نگاه اول کمتر به چشم بیاید، اما نقش کلیدی در بازدهی و پایداری این سیستم‌ها به ویژه در شرایط عدم تعادل ولتاژ دارد.

در نیروگاه‌های خورشیدی (فتوولتاییک) و سیستم‌های پیل سوختی، برق به صورت جریان مستقیم (DC) تولید می‌شود. مشکل وقتی به وجود می‌آید که چند منبع برق را به هم متصل می‌کنیم. وقتی این اتفاق می‌افتد مشکلی که ایجاد می‌شود این است که به دلیل عدم یکسان‌بودن ولتاژها و ایجاد عدم ناهماهنگی، راندمان سیستم کاهش می‌یابد یا حتی ممکن است به تجهیزات آسیب وارد شود. این کتاب، با نگاهی علمی و در عین حال کاربردی، راهکاری نوآورانه برای حل این مشکل ارائه می‌کند.

راه‌حل پیشنهادی محمد افکار و رقیه گوگ‌سازقوچانی، استفاده از یک مبدل DC به DC مدولار بر پایه‌ی ساختار «بوست سه‌سطحی» است. این طراحی نسبت به مدل‌های معمولی، نوسان جریان کمتری دارد، فشار ولتاژ روی قطعات را کاهش می‌دهد و امکان اتصال چند منبع مختلف را به شکلی کارآمد فراهم می‌کند. ویژگی «مدولار بودن» یعنی مبدل از بخش‌های کوچکتری تشکیل شده که به صورت زنجیره‌ای به هم متصل می‌شوند و با یک روش کنترلی ویژه، ولتاژ همه‌ی ماژول‌ها در حالت تعادل باقی می‌ماند.

کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر در سه بخش اصلی تنظیم شده است. ابتدا اهمیت جهانی انرژی‌های تجدیدپذیر و ضرورت ترکیب منابع مختلف (هیبریدسازی) را توضیح می‌دهد. سپس چالش‌های فنی سیستم‌های خورشیدی و پیل سوختی را بررسی کرده و راهکار پیشنهادی را معرفی می‌کند. در نهایت، ساختار مبدل مدولار به طور دقیق تشریح می‌شود و نتایج شبیه‌سازی‌ها و آزمایش‌های عملی ارائه می‌شود.

این کتاب که انتشارات دانش نگار آن را منتشر کرده است، می‌تواند منبعی ارزشمند برای دانشجویان و پژوهشگران حوزه برق و الکترونیک قدرت باشد و در عین حال برای مهندسانی که در زمینه طراحی و بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر فعالیت می‌کنند، هم مفید باشد.

کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر برای شما مناسب است اگر

• دانشجو و پژوهشگر رشته برق و الکترونیک قدرت هستید.
• مهندس و طراح سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر هستید.
• کارشناس در شرکت‌های فعال در حوزه انرژی پاک هستید.
• علاقه‌مند به فناوری‌های نوین انرژی هستید.

در بخشی از کتاب انرژی‌های تجدیدپذیر: مبدل مدولار DC می‌خوانیم

یکی از چالش‌های پیشرو در به‌کارگیری سلول‌های فتوولتاییک، امکان تولید توان نابرابر آنهاست. این امر به دلایلی مانند سایه‌اندازی، جهت‌گیری متفاوت، اختلاف دمایی و گردوغبار اتفاق می‌افتد. برای رفع این چالش، راه‌حلی که در فصل دوم به آن اشاره شد، روش ردیابی نقطه حداکثر توان توزیع شده یا همان DMPPT است. در این حالت، در نمودار توان بر حسب ولتاژ هر آرایه، فقط یک نقطه بیشینه توان وجود دارد؛ بنابراین، در فرایند یافتن نقطه بیشینه توان توسط الگوریتم‌های دنبال‌کردن نقطه بیشینه توان (MPPT) احتمال خطا کمتر است. مهم‌ترین ویژگی روش،DMPPT به‌کارگیری مبدل‌های جداگانه برای هر منبع است؛ بنابراین دو منبع، با دو مبدل DC/DC به خروجی متصل می‌شوند. در این فصل، این منابع به صورت منبع ولتاژ ثابت DC در نظر گرفته‌شده‌اند. نمای کلی این سیستم در شکل 1-3 نشان‌داده‌شده است. در این شکل، دو منبع از طریق دو مبدل DC/DC به بار متصل شده‌اند. ازآنجایی‌که در این حالت دو مبدل بکار گرفته شده، این سیستم دو مدوله نام‌گذاری شده است. نوع مبدل DC/DC می‌تواند باتوجه‌به کاربرد انتخاب شود.

فهرست مطالب کتاب

پیش‌گفتار
فصل 1: مقدمه‌ای بر مبدل مدولار DC
1-1 مقدمه
2-1 اهمیت موضوع
1-2 -1 اهمیت به‌کارگیری منابع تجدیدپذیر
1-2-2 اهمیت هیبریدسازی
3-1 طرح مسئله
1- 1-3 پیل سوختی
1- 2-3 سیستم فتوولتاییک
1- 3-3 هیبریدسازی منابع
4-1 جایگاه موضوع
1-4-1 جایگاه منابع
2-3-1 جایگاه تعادل ولتاژ
3-4-1 جایگاه روش پیشنهادی برای ایجاد تعادل ولتاژ
4-4-1 جایگاه مبدل پیشنهادی در یک سیستم هیبریدی
5-1 اهداف و نوآوری
6-1- مروری بر ادبیات
7-1 جمع‌بندی
فصل 2: کاربرد مبدل در رفع چالش سیستم های تجدیدپذیر
1-2 مقدمه
2-2 سیستم پیل‌های سوختی
1-2-2 چالش پدیده گلوله برفی
2-2-2 مبدل‌های اختصاصی
3-2 سیستم‌های فتوولتاییک
2- 1-3 چالش پدیده عدم هماهنگی در تولید
2-3-2 یافتن نقطه حداکثر توان توزیع شده معماری و توپولوژی
4-2 پدیده عدم تعادل ولتاژ
1-4-2 عدم تعادل ولتاژ در سیستم فتوولتاییک
2-4-2 عدم تعادل ولتاژ در پیل سوختی
3-4-2 راه‌کارها جهت ایجاد تعادل ولتاژ - مروری بر ادبیات
2- 5 مبدل بوست سه‌سطحی
1-5-2 مبدل بوست سه‌سطحی ایده‌آل
2-5-2 مدهای عملیاتی مبدل پوست سه سطحی ایده‌آل
3-5-2 مبدل بوست سه‌سطحی با در نظر گرفتن تلفات
6-2 جمع‌بندی
فصل 3: ساختار مبدل مدولار
1-3 مقدمه
2-3 مبدل دو مدوله
1-2-3- روابط حاکم بر سیستم دو‌مدوله
2-2-3 کنترل کننده سیستم دو‌مدوله
3-2-3 شبیه سازی سیستم دومدوله
3-3 مبدل سه‌مدوله
1-3-3 روابط حاکم بر سیستم سه‌مدوله
2-3-3 کنترل کننده سیستم سه‌مدوله
3-3-3 شبیه سازی سیستم سه‌مدوله
4-3- مبدل N-مدوله
1-4-3 به‌دست آوردن روابط حاکم بر سیستم N-مدوله
2-4-3 کنترل‌کننده سیستم N-مدوله
3-4-3 محاسبه چرخه‌های وظیفه
5-3 آزمایش عملی سیستم پیشنهادی
1-5-3 شبیه‌سازی سیستم در دو حالت
2-5-3 نتایج آزمایش عملی
3-5-3 مقایسه شکل موج‌های آزمایش عملی و شبیه‌سازی در حالت حلقه بسته
6-3 نتیجه‌گیری
مراجع