Sarrera eta PID doitasuneko kontrola duen adimentsu-harresi bateratutako sistema ahalik eta pilen kudeaketa hobetua eta MPPT-entzat

Laburpena

Proposamak hau teknologia kontrola aurreratua erabiliz oinarritutako sistema bat aurkeztu nahi du, helburuaz alde urrunetan eta aplikazio esparru berezi batean energia beharretara erantzun modu efiziente eta ekonomikoan. Sistema honen oinarrizkoa ATmega16 mikroprozesadorearen inguruan zentratutako sistema kontrol inteligentea da. Sistema hau eolikoa eta eguzki-energia bioteknologiak MPPT (Puntu Garrantzitsuenen Ateratzeko) egiten ditu, eta PID eta kontrol neurriko konbinazio optimizatua erabili ohi da, bateria kargatzea eta deskargatzea zehaztasun handiarekin eta efizientzia handiarekin. Hortaz, sistema hau garrantzitsu gehitu egiten du sistema osoko sortzaile energiaren efizientasian, bateriaren iraungitzea luzatu eta energiaren jaso zehaztasuna eta kostu-efektibitatea bermatzen ditu.

I. Proiektuaren Orokorrak eta Garrantzia

1. Energia Kontextua: Mundu mailan, tradizionala fossil combustibleak oraindik ere asko gutxitzen dira, energia segurtasuna eta garapena jarraitzaileari erronka sendotxoak planteatzen dizkie. Eolikoa eta eguzki-energia bezalako energia berriak garatzea eta erabiltzea, zerbitzua eta ingurumen arazoen ebazteko estrategia lehentasuna bihurtu da.
2. Sistema Balioa: Eoliko-eguzki sistema osoa, eolikoa eta eguzki-energia naturaleko komplementario karakteristikak denbora eta geografia edo (e.g., eguzki argia eguerdi, egon dezakeela airea nahastea gau), gainditu egiten du energia bakarreko generazioen intermitentsia. Bere struktura arrazoigarria eta kostu txikiagoko autonomia soluzio bat da, energia jaso problemak baliabideen artean, bizi larria, komunikazio base estazioak eta meteorologia monitorizatzeko estazioen alde urrunetan elektrifikatuta edo ahulki elektrifikatuta.
3. Nukleoa Dauden Osagaien Garrantzia: Bateria, sistema honek energia biltzeko unitatea da, bateria kargatzea eta deskargatzea prozesuak esan daitezkeen, bateria elektrolitaren dentsitatea eta beste parametroak aldaketak dinamikoki egiten dituzte, horregatik, bateria kargatze efizientzia hobetzea eta bere kargatze/deskargatze estrategiak optimizatzea garrantzitsu da sistema osoko kostu-efektibitatea hobetzeko eta funtzionamendua fidagarria izateko.

II. Sistema Osoaren Diseinua

1. Sistema Nukleoko Helburuak:
• Energia Eskuratzeko Optimizazioa: Eoliko turbinak eta fotovoltaiko panelak sortutako elektrizitatea gainditu egiten du, Maximum Power Point Tracking (MPPT) erabiliz, naturako baliabideak erabilgarriki.
• Energia Biltegiratze Sistemaren Kudeaketa: Bateria kargatzea eta deskargatzea prozesuak inteligenteki kudeatzen ditu, bateria babesteko bateria kargatzea eta deskargatzea gaindituz, bateria kargatze efizientzia eta iraungitzea hobetuz.
2. Sistema Hardware Arquitectura:

Sistema hau hiru funtzio modulu nagusietatik osatuta dago, CPU kontrol zentral baten bidez koordinatuta sistema kontrol inteligente osoa osatzen du.

III. Nukleo Kontrol Teknologia: Bateria Kudeaketa Intelligentea

1. Bateria Hautapena eta Oinarrizkoak:
• Mota: Soluzio honek mantentza gabeko plomo-bateria hautatzen ditu, teknologia madura eta kostu txikia, tamaina txikiko eoliko-eguzki sistema hibridoetarako egokia.
• Lan Printzipioa: Bateria kargatzea eta deskargatzea elektrizitatea eta kimika energia arteko bihurtze prozesuak dira. Hala ere, poliarizazio elektroden fenomenoetatik, energia bihurtze efizientzia 100% ezin da iritsi.
2. Kontrol Erronkarik eta Optimizazio Estrategia:
• Tradizional Kontrolaren Alde Bat: PID kontrol metodo klasikoak kontrol objektuaren (bateria) matematikoki modelu zehatz bat behar du. Bateria sistem bat da, parametroei (barne urrentzukotasuna, elektrolitaren dentsitatea, etab.) dinamikoki aldaketak gertatzen dira, hortaz, PID parametroak doitzeko erraza ez da, eta kontrol prestazio txarra eman dezake.
• Erabilitako Kontrol Aurreratua: Soluzio honek Fuzzy-PID kontrol konposatua erabili du, bi avantatuekin:
• Fuzzy Kontrolaren Avantatua: Ez du kontrol objektuaren matematikoki modelu zehatz bat behar, informazio inpresisoa ondo kudeatzen du, bateria parametroen aldaketetara antzerrigor handia du, eta espertuaren oinarria barnera dezake.
• PID Kontrolaren Avantatua: Sistema desbideratze txikia denean, zehaztasun handiko, zero egoera errore kontrolla lortu dezake.
• Kontrolatzailearen Lan Prozesua: Sistema hau bateria tensioa eta faktualki tensioaren arteko desberdintasuna e(t) jarraitu egiten du. Desberdintasuna e(t) handia denean, fuzzy kontrola agindu egiten du erantzun azkarra. E(t) zenbait tartean murriztu denean, PID kontrola finetunean aldatu egiten da. Azkenik, u(t) signalak MOSFET dutzu tasa kontrolatzen du, kargatze intensitatea dinamikoki optimizatzen du.

IV. Soluzioaren Laburpena eta Esparruak

• Kontrol Prestazioa: Soluzio honek diseinatutako eoliko-eguzki sistema hibridoaren kontrol sistema bat, Fuzzy-PID kontrol algoritmo inteligenteak bateria kargatzea/deskargatzea kudeatzeko ondo lortu du. Honek bateria bermatzen du eta iraungitzea luzatu, MPPT bidez eoliko eta eguzki-energia eskuratze efizientzia hobetu, sistema osoko efizientzia hobetzen du.
• Eskperimentu Verifikazioa: Eskperimentu emaitzak kontrolatzailea zuzen eta posible moduan diseinatuta, segurutasuna eta fiabletasuna, eta dinamikoki erantzun prestazio ona eta egoera zehaztasuna ditu.
• Aplikazio Esparruak: Soluzio hau eoliko-eguzki sistema hibrido bat bateria kudeaketa teknologia inteligentearekin, esparru hauen alde urrunetan sartu gabeko, uharteetan, pastoetan, eta komunikazio base estazioetan erabilgarria da. Ekonomiko eta sozialki balio handia du eta aplika zabalduko da.