Sarrera Fuzzy-PID Kudeketarekin Armaturiko Eoloiko-Fotovoltaiko Sistemainteligentea IEE-Business Batteriaren Kudeamendu Hobetuko eta MPPT Gaitasunari Eskainitzeko

Laburpena

Proposamak hau teknologia kontrola aurreratua oinarritutako eoliko-eguzkiaren sistema konbinatu bat aurkeztu egiten du, helburu moduan eskualde urrunetan eta aplikazio espetsializatu batean beharrezko energia osagarria ematea modu efiziente eta ekonomikoan. Sistemaren nukleoa ATmega16 mikroprozesadorearen inguruan zentratutako sistema inteligente bat da. Sistema honek eoliko eta eguzkienergiarako Potentzia Maximoaren Puntuko Akitasuna (MPPT) egiten du eta PID eta kontrol difuso kontzeptu optimizatua erabiltzen du bateria kargatzea eta deskargatzea zehatz eta efizienteki kontrolatzeko. Horrela, sistemaren generazio energetikoko efizientzia osoa handitzen da, bateriaren iraupena luzatzen da eta energiaren onartasuna eta kostuen murrizketa lortzen dira.

​I. Proiektuaren Kontextua eta Garrantzia​

1. ​Energia Kontextua:​​ Munduan, tradizionalen combustiburu fosilen agintza gero eta gehiago murrizten da, energia segurtasunari eta garapenerako sustapenari erronka serioak planteatzen dituena. Eoliko eta eguzkienergiak bezalako energia berriak garatzea eta erabiliz, garraioa eta arriskutsua den energia eta ingurumen arazoen ebazteko estrategia lehentasuna bihurtu dira.
2. ​Sistemaren Balioa:​​ Eoliko-eguzkiaren sistema konbinatuak eoliko eta eguzkienergiaren alderdi komplementario naturalak, denbora eta geografia (esaterako, egunean eguzki argia, gauetan hedapen eolikoa), erabiliz, eragin handia izaten du. Hona hemen egitura arrazoitsua, kostu txikiak dituen independentzia handiko energia soluzio bat, eskualde urrunetan eta elektrifikatzea txikitako edo ez duten zonas maila orokorrean, bizilaguneko instalazioetan, estazio base komunikazioetan eta meteorologiaren jarraitze estazioetan.
3. ​Nukleo Komponenteen Garrantzia:​​ Bateria, sistema honen energia gordailua denean, amaitzeko eta eguzkia gabeko egunerotan sistema lauaren energia beharrak bete dezan garrantzitsu da. Bere kostuak sistema osoaren kostu handia hartzen du. Beraz, bateriaren kargatze efizientzia hobetzea eta bere kargatze/deskargatze estrategiak optimizatzea, bere iraupena luzatzeko, sistemaren kostu guztira murrizteko eta lanpostuaren fidagarritasuna hobetzeko elementu nagusiak dira.

​II. Sistemaren Diseinu Orokorra​

1. ​Sistemaren Nukleo Helburuak:​​
• ​Energia Hartze Optimizazioa:​​ Eoliko turbinak eta panel fotovoltaikoek sortutako energia optimaldo kontrolatzea, Maximum Power Point Tracking (MPPT) eginez, naturako baliabideak gainditu.
• ​Energia Gordailu Sistemaren Kudeaketa:​​ Bateriaren kargatze eta deskargatze prozesua intelligentoki kudeatzea, bateria babesteko bateriaren gain-kargatzea eta gain-deskargatzea saihesteko, eta horrela bateriaren kargatze efizientzia eta iraupena askoz hobetzea.
2. ​Sistemaren Hardware Egitura:​​

Sistema hau hiru funtzio nagusietako moduluetatik datorkio, CPU kontrola zentrala baten koordinaziora formaturiko sistema inteligente osoa.

​III. Nukleo Teknologia Kontrola: Bateria Kudeaketa Intelligentea​

1. ​Bateria Hautapena eta Oinarrizkoak:​​
• ​Mota:​​ Soluzio hau mantentza-gabeak plomoko bateriak hautatzen ditu, teknologia madura eta kostu txikia dituena, eoliko-eguzkiaren sistema txikiak erabilitako.
• ​Lanpostu Oinarrizkoa:​​ Bateria kargatzea eta deskargatzea esentzialki elektrikoa energia kimikoa bihurtzea eta alderantziz. Baina, elektroden polarizazio fenomenoetatik, energia bihurketa efizientzia 100% ezin da iritsi.
2. ​Kontrol Arazoak eta Optimizazio Estrategia:​​
• ​Kontrol Tradizionalaren Alboak:​​ PID kontrol metodo klassikoak kontrolatutako objektuaren (bateria) matematika modelu zehatz bat behar ditu. Bateria sistema no lineala eta denbora aldatzen dena da, bere parametroak (barne gorputsa, elektrolitaren dentsitatea, etab.) aldatzen direnak ingurumenaren tenperatura eta erabilera egoerarekin, modelu zehatz bat sortzea zaila da. Horrek PID parametro tradizionalak doitzeko erronkarik handiena planteatzen du, adaptazioa txarra eta kontrol prestazioa txarra.
• ​Erabilitako Kontrol Metodoa Aurreratua:​​ Soluzio hau Fuzzy-PID kontrol estrategia konbinatua erabiltzen du, bi atalren abantailak batzen dituena:
• ​Fuzzy Kontrolaren Abantaila:​​ Ez du kontrolatutako objektuaren matematika modelu zehatz bat behar, informazio input ez zehatzak kudeatzen ditu, bateria parametroen aldatzeko adapatu handia du, eta expertuaren jakinaraziak sartu ahal ditu.
• ​PID Kontrolaren Abantaila:​​ Sistema desbideratze txikia denean, prezisio handiko, zero steady-state errore kontrol lortzen du.
• ​Kontrolagilearen Lerro Errekurtsiboa:​​ Sistema jarraitu iturri bateriaren set tensioa eta bere tensio erreala arteko desberdintasuna ikusten du. Desberdintasuna handia denean, fuzzy kontrola dominatzen du erantzun azkar bat lortzeko. Desberdintasuna zenbaki txiki baten barruan gero, PID kontrolara mugitu egiten da finetuning egiteko. Azken finean, u(t) signalaren emaitza aldatzen da MOSFET-en tasa aldizkeratzea, kargatze ilara dinamikoki optimizatzeko.

​IV. Soluzioaren Laburpena eta Prospektiboa​

• ​Kontrolaren Efektibotasuna:​​ Soluzio hau diseinatutako eoliko-eguzkiaren sistema kontrola bateria kargatze/deskargatze kudeaketako optimoa lortzen du Fuzzy-PID kontrol algoritmo inteligentea erabiliz. Honek bateria babesten du, bere iraupena luzatzen du, MPPT bidez eoliko eta eguzkienergiaren hartzeko efizientzia hobetzen du, eta sistema osoaren efizientzia osoa hobetzen du.
• ​Eskperimentu Balioztapena:​​ Eskperimentu emaitzak kontrolagilearen diseinua zuzena eta egin dezakeela frogatzen dute, segurua eta fiablea da, eta prestazio dinamikoa eta steady-state zehaztasuna ona du.
• ​Aplikazio Prospektiboak:​​ Bateria kudeaketa teknologia intelligentea duen eoliko-eguzkiaren sistema integrazioa hau, espesialki sakondu gabeko insular, pastural eta estazio base komunikazioetan erabilgarri da. Ekonomiko eta sozialki balio handia du, eta aplikazio luzea dauka.