Mfumo wa Mzunguko wa Upepo na Jua ulio na Uendeshaji wa Fuzzy-PID kwa Usimamizi wa Batilie Bora na MPPT

Usumbo​

Taarifa hii inajaribu mfumo wa kutengeneza nishati kutoka upinde na jua kutumia teknolojia ya kudhibiti kamili, ikizotaka kusaidia kwa urahisi na kwa gharama chache matumizi ya nishati katika maeneo magamba na hadhira za matumizi maalum. Mzunguko mkuu wa mfumo uko katika mfumo wa udhibiti wa akili unaoishi kwenye mikroprosesa ATmega16. Mfumo huu unafanya kufuatilia tofauti za nishati ya upinde na jua na hutumia alogorithm rasmi unayohusisha PID na udhibiti wa ngumu kwa ajili ya kudhibiti kwa ufanisi na kwa ukweli wakati wa kupunguza au kupunguza pembeni muhimu - batilinya. Hivyo, hii inaongeza sana ufanisi wa kutengeneza nishati kwa ujumla, inapambazia miaka ya kutumia batilinya, na inajaminisha uhakika na gharama chache ya kutumia nishati.

​I. Mazingira ya Mradi na Maana​

1. ​Mazingira ya Nishati:​​ Duniani, viungo vya nishati visivyovimari vya zamani vinafunikwa zaidi, kubainisha changamoto kali za usalama wa nishati na maendeleo yanayoweza kuendelea. Kuendeleza na kutumia nishati safi na yanayoweza kurudia kama nishati ya upinde na jua imekuwa muhimu kwa utaratibu wa kujibu changamoto za nishati na mazingira ya leo.
2. ​Thamani ya Mfumo:​​ Mfumo wa upinde na jua unafuli kabisa tabadili ya nishati ya upinde na jua kwa kihistoria na kigeografiki (kama vile, jua kasi sana nyuma, na upinde unaonekana kuwa ngumu usiku), kukataa kuepusha kutengeneza nishati kutoka chanzo moja tu. Ni suluhisho la gharama chache la kutumia nishati bila kumtegemea vifaa kama nyumba, steshoni za mawasiliano, na steshoni za kutathmini hali ya hewa katika maeneo magamba ambayo hayo nishati au yana nishati chache.
3. ​Umuhimu wa Vifaa Muhimu:​​ Batilinya, ambayo inaweza kutengeneza nishati, ni muhimu kwa kuhakikisha kutumia nishati kwa muda mrefu wakati hakuna upinde au jua. Gharama yake inachukua sehemu kubwa ya mfumo wote wa kutengeneza nishati. Hivyo, kuongeza ufanisi wa kutengeneza nishati na kutatua njia za kupunguza au kupunguza ili kurekebisha miaka ya kutumia yanafaidha kwa kutokufanya gharama ya miaka ya kutumia na kuboresha uhakika ya kutumia.

​II. Mipango Yote ya Mfumo​

1. ​Maalum ya Mfumo:​​
• ​Ufanisi wa Kutengeneza Nishati:​​ Kufanya kudhibiti rasmi kwa ufanisi wa kutengeneza nishati kutoka upinde na paneli za jua, kufuatilia tofauti za nishati ya ujuzi (MPPT) ili kutumia kabisa vifaa vinavyovimari.
• ​Kudhibiti Mfumo wa Kutengeneza Nishati:​​ Kudhibiti kwa akili mchakato wa kupunguza au kupunguza batilinya, kuzuia kutengeneza zaidi au kupunguza zaidi, kuhifadhi batilinya, na kuongeza sana ufanisi wa kutengeneza na miaka ya kutumia.
2. ​Msimbo wa Mfumo wa Mifano:​​

Mfumo unatumia tatu muhimu vifaa, vilivyovunjika na CPU ya kudhibiti ya kati ili kufanya mfumo kamili wa kudhibiti kwa akili.

​III. Teknolojia ya Kudhibiti Kamili: Udhibiti wa Batilinya wa Akili​

1. ​Chaguo la Batilinya na Msingi:​​
• ​Aina:​​ Suluhisho hili linachagua batilinya zisizohitaji huduma, zinazokuwa na teknolojia ya kutosha na gharama chache, zinazofaa kwa mfumo wa upinde na jua mdogo.
• ​Njia ya Kufanya Kazi:​​ Kutengeneza na kupunguza batilinya ni hatua ya kutengeneza nishati kutoka kwa kimia na kinyume chake. Lakini, kutokujua kwa kutosha kwa kutengeneza nishati, ufanisi wa kutengeneza nishati hauwezi kufika 100%.
2. ​Matatizo ya Kudhibiti na Njia ya Kuboresha:​​
• ​Matatizo ya Kudhibiti ya Zamani:​​ Njia za kudhibiti za PID za zamani zinategemea kwa kutosha modeli ya hesabu sahihi ya kitu kinachodhibiti (batilinya). Batilinya ni mfumo unao badilika kwa muda na mapitio yake (mwingilio wa ndani, ukunguza wa madeni, na kadhalika) huenda kubadilika kwa muda na hali ya kutumia, kubainisha matatizo ya kutengeneza modeli sahihi. Hii hupeleka kwa matatizo ya kutengeneza parameta za PID za zamani, ubora wa kutegemea, na ufanisi wa kudhibiti chache.
• ​Njia Rasmi ya Kutengeneza:​​ Suluhisho hili linatumia mkataba wa kudhibiti Fuzzy-PID, kunaweka pamoja faida za wote:
• ​Faida ya Kudhibiti Fuzzy:​​ Haipotenganwi modeli sahihi ya hesabu ya kitu kinachodhibiti, inaweza kutumia taarifa isiyosafi, ina ubora wa kutegemea kwa badiliko ya batilinya, na inaweza kutumia maarifa ya binadamu.
• ​Faida ya Kudhibiti PID:​​ Inaweza kufanikiwa kwa ufanisi wa kutosha, hasi tofauti ya mwisho kwenye kudhibiti wakati tofauti ya mfumo ni chache.
• ​Mchakato wa Kudhibiti:​​ Mfumo huu unafuata mara kwa mara tofauti e(t) kati ya kiwango cha kutengeneza batilinya na kiwango chake cha kweli. Wakati tofauti e(t) ni kubwa, kudhibiti Fuzzy hupanda kwa haraka. Wakati e(t) inapunguza chini ya kiwango fulani, inabadilika kwa PID kwa kutosha. Hatimaye, ishara ya mwisho u(t) inabadilika kudhibiti kipimo cha PWM ya MOSFET, kufanikiwa kwa ufanisi wa kutengeneza nishati.

​IV. Mtaani wa Suluhisho na Maoni​

• ​Ufanisi wa Kudhibiti:​​ Mfumo wa kutengeneza nishati kutoka upinde na jua uliotengenezwa hapa umefanikiwa kudhibiti kwa ufanisi kutengeneza au kupunguza batilinya kwa kutumia alogorithm wa Fuzzy-PID. Hii si tu kuhakikisha batilinya na kurekebisha miaka ya kutumia, lakini pia kuboresha ufanisi wa kutengeneza nishati kutoka upinde na jua kwa MPPT, kubainisha ufanisi kamili wa mfumo wote wa kutengeneza nishati.
• ​Utambuzi wa Utaratibu:​​ Matokeo ya utaratibu inaonyesha kuwa kudhibiti limeundwa kwa kutosha, anaweza kutumia kwa uhakika na kwa ufanisi, na ina ubora wa kutegemea na ufanisi wa mwisho.
• ​Maoni ya Matumizi:​​ Suluhisho hili la kutengeneza nishati kutoka upinde na jua na teknolojia ya kudhibiti batilinya kwa akili ni vizuri kwa hadhira za maeneo magamba, visiwa, mashamba, na steshoni za mawasiliano. Lina faida kubwa ya kiuchumi na kijamii na ina fursa kubwa ya kutumika.