Sarrera eta Bilboko Sistema Higienizatua Bateriagatik

1. Haize eta eguzki fotoelektrikoa duen erregeneratzaileak sortzeko ezaugarriak aztertzea

Haize eta eguzki fotoelektriko (PV) erregeneratzaileak dituzten ezaugarrien azterketa oso garrantzitsua da sistema konbinatu bat diseinatzeko. Bat-betako datuak aztertzen ditugu haizearen abiadura eta eguzki irradiazioaren zerrendatik, eta aurkitzen dugu haizearen baliabideek aldaketak dituztela urteko aldi desberdinetan, haize handiagoa udan eta priman, eta gutxiago estian eta azaroan. Haizearen erregenerazioa proportzionala da haizearen abiaduraren kubora, horrek ondorioztatzen du produktuaren aldaketak handiak izatea.

Eguzki baliabideek, bestalde, erakusten dute egunero eta urtero adierazpen desberdinak—egun luzeagoak eta erradiazio indartsuagoa udan, eta baldintza ahulagoak inperan. PVren efizientzia negatiboki eragiten zaio tenperatura altuagoak. Haize eta eguzki energiaren banaketa denboraldia konparatuta, argi dago biak elkarrekin osotasuna hartzen dutela egunero eta urtero zikloetan. Hona hemen osasuntsu eta estaltasun handiko sistema elektriko disegin ahal izateko, bi energia iturri horien kapazitate-erlazio optimoa konfiguratzea lortzen da, horrela produktu orokorra laminatuz.

2. Haize-eguzki sistemaren erregenerazio konbinatuen modelizazioa

2.1 Haizearen erregenerazio-subsystemaren modeloa

Haizearen erregenerazio-subsystemaren modeloa haizearen abiadura datuetan eta turbinen ezaugarrietan oinarritzen da. Weibull banaketa erabiliz doezakegu haizearen abiaduren probabilitatearen banaketa egokitzen, horixe estatistika iturria azalduz. Turbina-ren output power-en eta haizearen abiaduren arteko harremana funtzio zati bat da, non sartu behar diren parametro nagusiak, hala nola, sarrera haizearen abiadura, kalifikatutako haizearen abiadura, eta amaitze-haizearen abiadura.

Txikienen karratu metodoa aplikatzen da turbina-ren power kurbara egokitzea, emaitza matematiko bat ematen duelako output power-en eta haizearen abiaduren arteko harremanari. Haizearen abiaduren aleatoriztasuna kontuan hartzen duenez, Monte Carlo simulazio metodoa sartzen da haize parkearen erregenerazioa aurretik. Modeloa haizearen erregenerazio-sistemaren ezaugarri dinamikoak ondo ulertzeko eta sistemaren optimizazioaren oinarri bat emateko. Gainera, haizearen norabide aldaketak erregenerazio efizientziaren gainean duen eragina sartzen du, haizearen norabide egokitzapena sartuz, horrela aurreikuspenaren zehaztasuna hobetuz.

2.2 Eguzki fotoelektrikoaren subsystemaren modeloa

Eguzki fotoelektrikoaren subsystemaren modeloa eguzki irradiazioa, inguruko tenperatura, eta PV moduluaren ezaugarriak barne hartzen ditu. Eguzki irradiaziorako estatistikoko modelu bat sortzen da bere aldaketak denboraldietan deskribatzeko. PV moduluen output ezaugarriak I-V kurben bidez adierazten dira. Tenperaturaren efektuak diodo bakar bat bidez adierazten dira, output power-a ekuazioen sistema ez lineal bat ebazte bidez kalkulatzen da.

Modeluak itsaso eta poltsa akumulatze faktoreak ere barne hartzen ditu, aurreikuspenaren zehaztasuna hobetzeko korrektore faktoreak sartuz. PV moduluaren zaharkitzea urteko degradazio tasa batekin kontuan hartzen da, output power-en aldaketak aurrerantzi prestatzeko. Modelu hau PV sistemaren prestazioa inguru-kondizio desberdinetan ondo ulertzen du.

2.3 Energiaren biltegiratze-sistemaren modeloa

Energiaren biltegiratze-sistemaren modeloa lithium-ion batereen ezaugarrietan oinarritzen da. Batereen carga estado (SOC) dinamikoko modelu bat garatzen da kargatze eta deskargatze prozesuak deskribatzeko. Autokargatze ezaugarriak eta karga/deskarga efizientzia kontuan hartzen dira, tenperatura egokitzapena sartuz inguruaren eraginak adierazteko. Batereen biztanlerroa ziklo kopurua eta DOD (Depth of Discharge) bidez prestatzen da kapazitatearen degradazioa aurretik.

Modeluak batereen prestazioa operazio-kondizio desberdinetan ondo ulertzen du, tamaina optimoak eta estrategiak hobetzeko. Gainera, barruko resistentziaren aldaketa funtzio bat sortuz, resistentzia, ziklo kopurua eta tenperatura arteko harremanetan, dinamikaren simulazioa zehatzago egitea ahalbidetzen du. Emaitza nagusiak dira SOC erreal, eskuragarri dagoen kapazitatea, karga/deskarga power-a, eta espero den biztanlerroa—operazio eta mantentze optimotarako datu osoen laguntza emanez.

2.4 Sistema integrazioaren modeloa

Sistema integrazioaren modelua haize, eguzki eta biltegiratze subsystemak bat egiten ditu marra bakar batean. Karga fluctuazioen tratamendurako baliabide equivalentea erabiltzen da, eta sistema power balantzaren ekuazioa sortzen da. Zuhiak informazioaren probabilitatea (LOLP) eta Espero den Energia Ez Emango (EENS) erreferentziak sartzen dira sistema prestazioa ebaluatzeko. Denboraldiko sekuentzial simulazioa erabiltzen da sistema eragileen egoera kalkulatzeko denboraldio desberdinetan.

Modeluak subsystemen arteko interakzioak, hala nola haize turbinak PV panelen goi-etengabeak, kontuan hartzen ditu. Gainera, sarea interfaze bat sartzen du, sarea lotutako estrategiak analizatzeko, orduko tarifak eta sarea maiztasun regulazio zerbitzuak barne. Emaitzak dira totala power erregenerazioa, karga askatasunerako maila, eta ekonomiko prestazioen neurriak, sistema planifikatzeko, diseinatzeko eta erabilera erabakitzaileentzat oinarri teoriko osoa emanez.

3. Haize-eguzki sistemaren optimizazio metodoak eta azterketa esperimentala

3.1 Helburu funtzioa eta murrizketak

Optimizazio helburu funtzioa ekonomiko, zuhaitza eta ingurumeneko kontsiderazioak integratzen ditu. Ekonomiko helburuak sistema guztien kostu minimoa, inklusive hasierako investimentsua, operazio eta mantentzea (O&M), eta ordezko kostuak. Zuhiak helburuak maximizatzen ditu power supply zuhiak, LOLP minimizatuz. Ingurumeneko helburuak karbon eragin reduzio maximoa neurtzen du.

Murrizketak dira power balantza, energy storage kapazitate murrizketak, eta tresna operazio murrizketak. Power balantza murrizketa karga eskaintza betetzen dela ziurtatzen du. Storage kapazitate murrizketak DOD (Depth of Discharge) murriztzen du baterearen biztanlerroa luzatzeko. Tresna murrizketak tresnen rated power eta operazio ezaugarriak kontuan hartzen ditu. Multi-helburu pisua metodoa helburu horiek funtzio helburu bakar batera integratzen ditu, pisuak erabakitzaileen gustu eta aplikazio eskenarioetan oinarrituta.

3.2 Partikula txandakasko optimizazioaren (PSO) aplikazioa

Partikula txandakasko optimizazioa (PSO), intelektual optimizazio algoritmoa, haize-eguzki sistemaren diseinurako aplikatzen da. Txandakasko arrautzen portaerarako simulazioa egiten du, PSO soluzio espazioan optimo soluzioak bilatzen. Har dezagun partikula bakoitzak sistema konfigurazio posible bat adierazten duela, hala nola, haize turbine kapazitatea, PV kapazitatea, eta storage kapazitatea. Partikulen posizioa eta abiadura iterazio bakoitzean eguneratzen dira, global optimuma hurbiltzen.

Prestazioa hobetzeko, inertzia pisua linearreki gehitzen da—hasieran global explorazio handia mantentzen du, eta gero local exploitationa handitu. Adaptable mutazioa sartzen da local optima saihesteko. Problema konplexutasuna kontuan hartuta, hierarkiko kodeketa estrategia bat jarraitzen da kontinu eta diskretu aldagaiak bereizteko. Algoritmoa amaitzen da gehienezko iterazio kopurua iritsita edo optimo balioa aldatu gabe iterazio segidetan.

3.3 Esperimentuaren diseinua eta parametroen ezarpena

Esperimentua batu egiten da batu egiten da datu meteorologiko eta karga erreala batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da batu egiten da......