• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


ระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์อัจฉริยะพร้อมการควบคุม Fuzzy-PID สำหรับการจัดการแบตเตอรี่ที่ดีขึ้นและการติดตามจุดกำลังสูงสุด

 

บทคัดย่อ

ข้อเสนอแนะนี้นำเสนอระบบการผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสานระหว่างลมและแสงอาทิตย์โดยใช้เทคโนโลยีควบคุมขั้นสูง เพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานของพื้นที่ห่างไกลและสถานการณ์การใช้งานพิเศษอย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด แก่นของระบบอยู่ที่ระบบควบคุมอัจฉริยะที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ไมโครโปรเซสเซอร์ ATmega16 ซึ่งทำการติดตามจุดกำลังสูงสุด (MPPT) สำหรับทั้งพลังงานลมและแสงอาทิตย์ และใช้อัลกอริธึมที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยรวม PID และการควบคุมแบบคลุมเครือเพื่อการจัดการการชาร์จ/ปล่อยประจุของส่วนประกอบหลัก คือ แบตเตอรี่ อย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดยรวม ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และรับประกันความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟและคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

I. ภูมิหลังและความสำคัญของโครงการ

  1. บริบทด้านพลังงาน:​ ทั่วโลกน้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิมกำลังหมดลงอย่างรวดเร็ว สร้างความท้าทายร้ายแรงต่อความมั่นคงทางพลังงานและการพัฒนาอย่างยั่งยืน การพัฒนาและใช้ประโยชน์จากพลังงานทดแทนสะอาดใหม่ เช่น พลังงานลมและแสงอาทิตย์ ได้กลายเป็นความสำคัญยุทธศาสตร์ในการแก้ปัญหาด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน
  2. คุณค่าของระบบ:​ ระบบลม-แสงอาทิตย์ผสมผสานใช้ประโยชน์จากลักษณะที่เสริมกันตามเวลาและความต่างทางภูมิศาสตร์ของพลังงานลมและแสงอาทิตย์ (เช่น แสงแดดแรงในเวลากลางวัน อาจมีลมแรงในเวลากลางคืน) ทำลายความไม่ต่อเนื่องของการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งเดียว เป็นโซลูชันการจ่ายไฟฟ้าอิสระที่มีโครงสร้างสมเหตุสมผล มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินการต่ำ สามารถแก้ไขปัญหาการจ่ายพลังงานให้กับสิ่งอำนวยความสะดวก เช่น ที่อยู่อาศัย ฐานสถานีสื่อสาร และสถานีตรวจสอบสภาพอากาศ ในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีไฟฟ้าหรือมีไฟฟ้าอ่อนแอ
  3. ความสำคัญของส่วนประกอบหลัก:​ แบตเตอรี่ที่ทำหน้าที่เป็นหน่วยเก็บพลังงานของระบบ มีความสำคัญในการรับประกันการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องให้กับโหลดในช่วงที่ไม่มีลมหรือแสงอาทิตย์ ต้นทุนของแบตเตอรี่นั้นเป็นส่วนใหญ่ของระบบการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด ดังนั้น การปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จแบตเตอรี่และการปรับปรุงกลยุทธ์การชาร์จ/ปล่อยประจุเพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จึงเป็นสิ่งจำเป็นในการลดต้นทุนตลอดวงจรชีวิตของระบบและเพิ่มความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน

II. การออกแบบระบบโดยรวม

  1. เป้าหมายหลักของระบบ:
    • การปรับปรุงการจับพลังงาน:​ ทำการควบคุมอย่างเหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในการผลิตไฟฟ้าจากกังหันลมและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้สามารถติดตามจุดกำลังสูงสุด (MPPT) เพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติอย่างเต็มที่
    • การจัดการระบบเก็บพลังงาน:​ จัดการกระบวนการชาร์จและปล่อยประจุของแบตเตอรี่อย่างอัจฉริยะ ป้องกันการชาร์จเกินและปล่อยประจุเกิน ปกป้องแบตเตอรี่อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างมาก
  2. สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ของระบบ:

ระบบประกอบด้วยโมดูลการทำงานหลักสามโมดูล ที่ทำงานร่วมกันภายใต้การประสานงานของ CPU ควบคุมกลางเพื่อก่อให้เกิดระบบควบคุมอัจฉริยะที่ครบถ้วน

ชื่อโมดูล

คำอธิบายฟังก์ชันหลัก

โมดูลควบคุมหลัก

ทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมของระบบ โดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ATmega16 รับข้อมูลจากโมดูลตรวจจับ ทำงานตามอัลกอริธึมควบคุม และส่งคำสั่งควบคุมผ่านโมดูล PWM

โมดูลตรวจจับ

ตรวจสอบพารามิเตอร์สำคัญในเวลาจริง รวมถึงแรงดันเอาต์พุตของกังหันลม แรงดันเอาต์พุตของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (ใช้ในการตรวจสอบว่าเงื่อนไขการชาร์จถูกต้องหรือไม่) แรงดันปลายแบตเตอรี่/ความจุประมาณ และกระแสโหลด

โมดูลควบคุมเอาต์พุต

ดำเนินการควบคุมแรงดัน/กระแสการชาร์จ/ปล่อยประจุตามคำสั่งจากโมดูลควบคุมหลัก ควบคุมทิศทางของพลังงานโดยปรับค่า占位符,看起来在翻译过程中出现了错误。以下是根据要求完成的泰语翻译: ```

 

บทคัดย่อ

ข้อเสนอแนะนี้นำเสนอระบบการผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสานระหว่างลมและแสงอาทิตย์โดยใช้เทคโนโลยีควบคุมขั้นสูง เพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานของพื้นที่ห่างไกลและสถานการณ์การใช้งานพิเศษอย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด แก่นของระบบอยู่ที่ระบบควบคุมอัจฉริยะที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ไมโครโปรเซสเซอร์ ATmega16 ซึ่งทำการติดตามจุดกำลังสูงสุด (MPPT) สำหรับทั้งพลังงานลมและแสงอาทิตย์ และใช้อัลกอริธึมที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยรวม PID และการควบคุมแบบคลุมเครือเพื่อการจัดการการชาร์จ/ปล่อยประจุของส่วนประกอบหลัก คือ แบตเตอรี่ อย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดยรวม ยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ และรับประกันความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟและคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

I. ภูมิหลังและความสำคัญของโครงการ

  1. บริบทด้านพลังงาน:​ ทั่วโลกน้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิมกำลังหมดลงอย่างรวดเร็ว สร้างความท้าทายร้ายแรงต่อความมั่นคงทางพลังงานและการพัฒนาอย่างยั่งยืน การพัฒนาและใช้ประโยชน์จากพลังงานทดแทนสะอาดใหม่ เช่น พลังงานลมและแสงอาทิตย์ ได้กลายเป็นความสำคัญยุทธศาสตร์ในการแก้ปัญหาด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน
  2. คุณค่าของระบบ:​ ระบบลม-แสงอาทิตย์ผสมผสานใช้ประโยชน์จากลักษณะที่เสริมกันตามเวลาและความต่างทางภูมิศาสตร์ของพลังงานลมและแสงอาทิตย์ (เช่น แสงแดดแรงในเวลากลางวัน อาจมีลมแรงในเวลากลางคืน) ทำลายความไม่ต่อเนื่องของการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งเดียว เป็นโซลูชันการจ่ายไฟฟ้าอิสระที่มีโครงสร้างสมเหตุสมผล มีค่าใช้จ่ายในการดำเนินการต่ำ สามารถแก้ไขปัญหาการจ่ายพลังงานให้กับสิ่งอำนวยความสะดวก เช่น ที่อยู่อาศัย ฐานสถานีสื่อสาร และสถานีตรวจสอบสภาพอากาศ ในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีไฟฟ้าหรือมีไฟฟ้าอ่อนแอ
  3. ความสำคัญของส่วนประกอบหลัก:​ แบตเตอรี่ที่ทำหน้าที่เป็นหน่วยเก็บพลังงานของระบบ มีความสำคัญในการรับประกันการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องให้กับโหลดในช่วงที่ไม่มีลมหรือแสงอาทิตย์ ต้นทุนของแบตเตอรี่นั้นเป็นส่วนใหญ่ของระบบการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด ดังนั้น การปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จแบตเตอรี่และการปรับปรุงกลยุทธ์การชาร์จ/ปล่อยประจุเพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จึงเป็นสิ่งจำเป็นในการลดต้นทุนตลอดวงจรชีวิตของระบบและเพิ่มความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน

II. การออกแบบระบบโดยรวม

  1. เป้าหมายหลักของระบบ:
    • การปรับปรุงการจับพลังงาน:​ ทำการควบคุมอย่างเหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในการผลิตไฟฟ้าจากกังหันลมและแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ทำให้สามารถติดตามจุดกำลังสูงสุด (MPPT) เพื่อใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติอย่างเต็มที่
    • การจัดการระบบเก็บพลังงาน:​ จัดการกระบวนการชาร์จและปล่อยประจุของแบตเตอรี่อย่างอัจฉริยะ ป้องกันการชาร์จเกินและปล่อยประจุเกิน ปกป้องแบตเตอรี่อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างมาก
  2. สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ของระบบ:

ระบบประกอบด้วยโมดูลการทำงานหลักสามโมดูล ที่ทำงานร่วมกันภายใต้การประสานงานของ CPU ควบคุมกลางเพื่อก่อให้เกิดระบบควบคุมอัจฉริยะที่ครบถ้วน

ชื่อโมดูล

คำอธิบายฟังก์ชันหลัก

โมดูลควบคุมหลัก

ทำหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมของระบบ โดยใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ATmega16 รับข้อมูลจากโมดูลตรวจจับ ทำงานตามอัลกอริธึมควบคุม และส่งคำสั่งควบคุมผ่านโมดูล PWM

โมดูลตรวจจับ

ตรวจสอบพารามิเตอร์สำคัญในเวลาจริง รวมถึงแรงดันเอาต์พุตของกังหันลม แรงดันเอาต์พุตของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (ใช้ในการตรวจสอบว่าเงื่อนไขการชาร์จถูกต้องหรือไม่) แรงดันปลายแบตเตอรี่/ความจุประมาณ และกระแสโหลด

โมดูลควบคุมเอาต์พุต

ดำเนินการควบคุมแรงดัน/กระแสการชาร์จ/ปล่อยประจุตามคำสั่งจากโมดูลควบคุมหลัก ควบคุมทิศทางของพลังงานโดยปรับค่าดิวตี้ไซเคิลของ MOSFET

III. เทคโนโลยีควบคุมหลัก: การจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะ

  1. การเลือกและพื้นฐานของแบตเตอรี่:
    • ประเภท:​ โซลูชันนี้เลือกแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบไม่ต้องบำรุงรักษา ซึ่งมีเทคโนโลยีที่สุกงอมและราคาถูก เหมาะสำหรับระบบลม-แสงอาทิตย์ขนาดเล็ก
    • หลักการทำงาน:​ การชาร์จและปล่อยประจุของแบตเตอรี่เป็นกระบวนการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมีและกลับกัน แต่เนื่องจากปรากฏการณ์การขั้วของอิเล็กโทรด ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไม่สามารถถึง 100%
  2. ความท้าทายในการควบคุมและการปรับปรุงกลยุทธ์:
    • ข้อเสียของการควบคุมแบบดั้งเดิม:​ วิธีการควบคุม PID แบบดั้งเดิมพึ่งพาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำของวัตถุที่ถูกควบคุม (แบตเตอรี่) แบตเตอรี่เป็นระบบไม่เชิงเส้นและเปลี่ยนแปลงตามเวลา ซึ่งพารามิเตอร์ (ความต้านทานภายใน ความหนาแน่นของสารละลายไฟฟ้า ฯลฯ) เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมและสถานะการใช้งาน ทำให้ยากต่อการสร้างแบบจำลองที่แม่นยำ นำไปสู่ความท้าทายในการปรับแต่งพารามิเตอร์ PID ที่ไม่เหมาะสมและประสิทธิภาพการควบคุมที่ไม่ดี
    • วิธีการควบคุมขั้นสูงที่นำมาใช้:​ โซลูชันนี้ใช้วิธีการควบคุมแบบ Fuzzy-PID ที่รวมข้อดีของทั้งสอง:
      • ข้อดีของการควบคุมแบบคลุมเครือ:​ ไม่จำเป็นต้องมีแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แม่นยำของวัตถุที่ถูกควบคุม สามารถจัดการข้อมูลที่ไม่แม่นยำ มีความยืดหยุ่นสูงต่อการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์แบตเตอรี่ และสามารถนำความรู้ของผู้เชี่ยวชาญมาใช้
      • ข้อดีของการควบคุม PID:​ สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำและไม่มีความคลาดเคลื่อนคงที่เมื่อความคลาดเคลื่อนของระบบเล็ก
    • กระบวนการทำงานของตัวควบคุม:​ ระบบตรวจสอบความแตกต่าง e(t) ระหว่างแรงดันที่ตั้งไว้ของแบตเตอรี่กับแรงดันจริง เมื่อความแตกต่าง e(t) ใหญ่ ควบคุมแบบคลุมเครือจะมีบทบาทหลักในการตอบสนองอย่างรวดเร็ว เมื่อ e(t) ลดลงอยู่ในช่วงที่กำหนด จะเปลี่ยนไปใช้ควบคุม PID สำหรับการปรับแต่งอย่างละเอียด สุดท้าย สัญญาณเอาต์พุต u(t) จะถูกปรับเพื่อควบคุมดิวตี้ไซเคิลของ MOSFET ทำให้การชาร์จกระแสได้รับการปรับปรุงอย่างไดนามิก

IV. สรุปโซลูชันและแนวโน้มในอนาคต

  • ประสิทธิภาพการควบคุม:​ ระบบควบคุมการผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสานระหว่างลมและแสงอาทิตย์ที่ออกแบบในโซลูชันนี้ประสบความสำเร็จในการจัดการการชาร์จ/ปล่อยประจุของแบตเตอรี่อย่างเหมาะสมผ่านอัลกอริธึมควบคุมแบบ Fuzzy-PID ที่เสริมกัน ไม่เพียงแต่สามารถปกป้องแบตเตอรี่และยืดอายุการใช้งานเท่านั้น แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพการจับพลังงานลมและแสงอาทิตย์ผ่าน MPPT ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบการผลิตไฟฟ้า
  • การตรวจสอบทดลอง:​ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าตัวควบคุมถูกออกแบบอย่างถูกต้องและเหมาะสม ทำงานอย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ มีประสิทธิภาพในการตอบสนองแบบไดนามิกและแม่นยำในภาวะคงที่ที่ดี
  • แนวโน้มการใช้งาน:​ โซลูชันการผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสานระหว่างลมและแสงอาทิตย์ที่มีเทคโนโลยีการจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะนี้เหมาะสำหรับสถานการณ์เช่น พื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีการครอบคลุมของระบบไฟฟ้า เกาะ ทุ่งหญ้า และฐานสถานีสื่อสาร มอบประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมอย่างมาก และมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวาง
```
10/16/2025
Engineering
โซลูชันพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์แบบบูรณาการสำหรับเกาะที่อยู่ห่างไกล
บทคัดย่อข้อเสนอแนะนี้นำเสนอโซลูชันพลังงานแบบบูรณาการที่ผสมผสานเทคโนโลยีพลังงานลม การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ การเก็บพลังงานด้วยน้ำพุ และการกรองน้ำทะเลให้เป็นน้ำจืดอย่างลึกซึ้ง มุ่งหวังที่จะแก้ไขปัญหาหลักที่เกาะต่างๆ กำลังเผชิญหน้า เช่น การครอบคลุมของระบบไฟฟ้าที่ยากลำบาก ค่าใช้จ่ายสูงของการผลิตไฟฟ้าด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ข้อจำกัดของระบบเก็บพลังงานแบบแบตเตอรี่แบบดั้งเดิม และความขาดแคลนของทรัพยากรน้ำจืด โซลูชันนี้สามารถสร้างความสอดคล้องและอิสระใน "การจ่ายไฟ - การเก็บพลังงาน - การจ่ายน้ำ" มอบทางเ
Engineering
ระบบไฮบริดพลังงานลม-แสงอาทิตย์อัจฉริยะพร้อมการควบคุม Fuzzy-PID สำหรับการจัดการแบตเตอรี่ที่ดีขึ้นและการควบคุมจุดกำลังสูงสุด
บทคัดย่อข้อเสนอแนะนี้นำเสนอระบบการผลิตพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ที่อาศัยเทคโนโลยีควบคุมขั้นสูง เพื่อแก้ไขปัญหาความต้องการใช้ไฟฟ้าในพื้นที่ไกลและสถานการณ์การใช้งานพิเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพและประหยัด หัวใจสำคัญของระบบอยู่ที่ระบบควบคุมอัจฉริยะที่มีศูนย์กลางเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ ATmega16 ซึ่งระบบดังกล่าวทำหน้าที่ติดตามจุดกำลังสูงสุด (MPPT) สำหรับทั้งพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ และใช้อัลกอริทึมที่รวมระหว่าง PID และการควบคุมแบบคลุมเครือเพื่อการจัดการการชาร์จ/ปล่อยประจุของแบตเตอรี่ซึ่งเป็นส่วนประกอบห
Engineering
โซลูชันไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ที่คุ้มค่า: คอนเวอร์เตอร์บัค-บูสต์และระบบชาร์จอัจฉริยะลดต้นทุนระบบ
บทคัดย่อโซลูชันนี้เสนอระบบการผลิตไฟฟ้าไฮบริดจากลมและแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงอย่างน่าสนใจ ในการแก้ไขข้อบกพร่องหลักของเทคโนโลยีปัจจุบัน เช่น การใช้พลังงานต่ำ อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้น และความเสถียรของระบบไม่ดี ระบบใช้คอนเวอร์เตอร์ DC/DC แบบบัค-บูสต์ที่ควบคุมด้วยดิจิทัลทั้งหมด เทคโนโลยีการขนานแบบอินเทอร์เลฟ และอัลกอริธึมการชาร์จสามขั้นตอนอัจฉริยะ ทำให้สามารถติดตามจุดกำลังสูงสุด (MPPT) ได้ในช่วงความเร็วลมและรังสีแสงอาทิตย์ที่กว้างขึ้น ปรับปรุงประสิทธิภาพการจับพลังงานได้อย่างมาก ขยายอายุการใช้ง
Engineering
ระบบการปรับแต่งพลังงานลม-แสงอาทิตย์แบบผสม: โซลูชันการออกแบบอย่างครอบคลุมสำหรับการใช้งานนอกสายส่ง
บทนำและพื้นหลัง1.1 ปัญหาของระบบผลิตไฟฟ้าจากแหล่งเดียวระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) หรือลมแบบสแตนด์อโลนแบบดั้งเดิมมีข้อเสียอยู่หลายประการ พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าจะได้รับผลกระทบจากวงจรรอบวันและสภาพอากาศ ในขณะที่การผลิตไฟฟ้าด้วยลมขึ้นอยู่กับทรัพยากรลมที่ไม่คงที่ ส่งผลให้มีความผันผวนในปริมาณการผลิตไฟฟ้าเพื่อรักษาการจ่ายไฟฟ้าที่ต่อเนื่อง การใช้งานแบตเตอรี่ขนาดใหญ่สำหรับการเก็บและการบาลานซ์พลังงานเป็นสิ่งจำเป็นอย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ที่ผ่านการชาร์จ-ปล่อยไฟบ่อยๆ มักจะอยู่ในสถานะที่ไม
ส่งคำสอบถามราคา
ดาวน์โหลด
รับแอปพลิเคชันธุรกิจ IEE-Business
ใช้แอป IEE-Business เพื่อค้นหาอุปกรณ์ ได้รับโซลูชัน เชื่อมต่อกับผู้เชี่ยวชาญ และเข้าร่วมการร่วมมือในวงการ สนับสนุนการพัฒนาโครงการและธุรกิจด้านพลังงานของคุณอย่างเต็มที่