Sistema ibħal Ħalijiet-Raġel ta' Intelligenza tal-Kontroll Fuzzy-PID għal Gestjoni Milluri mill-Batteriji u MPPT Migħdula

Ikhtisar

Dan proposta tħallef sistema ta' ġenerazzjoni tal-enerġija mixta tal-ħawlu u tas-silġ bazejat fuq teknoloġija ta' kontroll avvanzata, bl-obbjettività ta' l-aħdien u l-iżenja ta' l-ixxorijiet tal-enerġija fl-areji distanti u f'skenariji speċifiċi. Il-kelb tal-sistema huwa sistema ta' kontroll intelliġenti li jikkonsidra mikroproċessur ATmega16. Din is-sistema tapplica trakkja tal-punt ta' potenza massima (MPPT) għal l-enerġija tal-ħawlu u tas-silġ, u tagħmel użu minn algoritmu ommess biex tibgħat xirka u disxirka preċiża u efettiva ta' l-batterija, komponenti kruċjali. B'dan mod, tiżdied il-fideliżtas u l-effiċjenza tal-ġenerazzjoni tal-enerġija, tfaddal llum tal-batterija, u tassegura riforniment fideliż u iżenjal.

I. Kontestu u Sigġifikanza tal-Proġett

1. Kontestu Energetiku: Kull darba, l-enerġija fossili tradizzjonali qed tinfetah, waqqaf sfidi kbiri għall-sigurtà u s-sostenibilità energetika. L-iżvilupp u l-użu ta' sorsi ġdida u riproduċibili ta' enerġija pulita, bħal l-enerġija tal-ħawlu u tas-silġ, sar priorità strategika biex jiġi solvit il-problemi attuali tal-enerġija u tal-invironament.
2. Valur tas-Sistema: Is-sistema mixta tal-ħawlu u tas-silġ tistenna l-karattri naturali komplementari tal-ħawlu u tas-silġ fit-tul u fis-silġ (pereżempju, l-ħajt tas-silġ wkoll fil-ġran, u l-ħawlu wkoll fil-lejl). Tgħalad il-konsegwenzi tal-ġenerazzjoni tal-enerġija miżquda mill-maqsad wahed, u tħallef soluzzjoni indipendenti ta' riforniment tal-enerġija bil-kost operattivi żgħar, effettivament tassolvi l-problemi tal-riforniment tal-enerġija għal strutturi kif l-ħabitar residenti, stazzjonijiet tal-komunikazzjoni, u stazzjonijiet ta' monitoraġġ meteoro-loġiġi fil-areji distanti mhux elettrifikati jew elettrifikati qishom.
3. Importanza tal-Komponenti Kruċjali: Il-batterija, li tgħalli l-unità ta' storja tal-enerġija tas-sistema, hija essenzjali biex tasegura riforniment konstant tal-enerġija għal l-ixxorijiet meta ma jkunx ħawlu jew silġ. Il-kost ta' din ikkontribwixxi b'mod significativ fil-kost totali tas-sistema ta' ġenerazzjoni tal-enerġija. Għalhekk, l-aħdien tal-effiċjenza ta' xirka tal-batterija u l-ottimizazzjoni ta' stratēġiji ta' xirka u disxirka biex tfaddal llum tal-batterija huma importanti biex innaqqas il-kost tal-ciklu tal-ħajja tas-sistema u tassegura operazzjonali fideliż.

II. Disinn Komplu tas-Sistema

1. Obbjettività Kruċjali tas-Sistema:
• Ottimizazzjoni ta' Ċattura tal-Enerġija: Ipprapika kontrollo ottimali biex tassigura l-effiċjenza massima tal-elettricità ġenerata mill-ħawla u panjeli fotovoltaici, tapplica trakkja tal-punt ta' potenza massima (MPPT) biex tistenna l-avvanzamenti naturali.
• Gestjoni tas-Sistema ta' Storja tal-Enerġija: Gestjoni intelliġenti tal-proċess ta' xirka u disxirka tal-batterija, tpreveni l-xirka u disxirka eccessiva, proteġi l-batterija effettivament, u tassigura l-aħdien signifikanti tal-effiċjenza ta' xirka u llum tal-batterija.
2. Struttura ta' l-Aparattus tas-Sistema:

Is-sistema tkun mifformata minn tre moduli funzjonali prinċipali, koordinati minn CPU centrali biex jagħmlu sistema ta' kontrollo intelliġenti komplet.

III. Teknoloġija Kruċjali ta' Kontroll: Gestjoni Intelligenti tal-Batterija

• Tip: Din is-soluzzjoni tagħżel batteriji ta' plumb libbiss għax huma technoloġikament maturi u ekonomiċi, adatti għas-sistemi mixti tal-ħawlu u tas-silġ tal-littri.
• Prinċipju ta' Lavoru: Xirka u disxirka tal-batterija huma proċessi ta' konverżjoni tal-enerġija elettrika għal kemika u vice versa. Però, għal raġunijiet kif l-polariżazzjoni tal-elettrodi, l-effiċjenza ta' konverżjoni tal-enerġija ma tista' ma tassigura 100%.
• Metodi ta' kontrollo PID klassiku jidher bħal issibu suġġettivi fuq model matematiku aċċurat tal-oggett kontrollat (l-batterija). L-batterija hi sistema nonlineari u varjabbli fil-ħin, li l-parametri (resistanza interna, densità tal-elettrolitu, etc.) jvarjaw dinamiċament mal-temperatura ambientali u l-statu ta' użu, li jgħażlu l-impossibilità ta' stabilire model aċċurat. Dan jilqgħu sfidijiet fil-tuning ta' parametri PID tradizzjonali, adaptabilità żgħar, u prestazzjoni ta' kontrollo subottimali.
• Din is-soluzzjoni tagħżel strategija ta' kontrollo Fuzzy-PID komposita, li jikkombina l-avvantaggi ta' entrambi:
• Ma reġixxi model matematiku aċċurat tal-oggett kontrollat, tista' taffronta informazzjoni input approssimativi, tippresenta adaptabilità forte għal varjabbiltà tal-parametri tal-batterija, u tista' tinkorpora għarfien espert.
• Tista' tassigura kontrollo aċċurat, erbagħa zero errur ta' stat stazjarji, meta l-devjazzjoni tas-sistema hi żgħira.
• Is-sistema monitorja kontinwament id-differenza e(t) bejn iv-vot settat tal-batterija u l-vot veru tal-batterija. Meta l-devjazzjoni e(t) hi kbira, l-kontroll fuzzy domina biex jirrispondi rapidament. Meta e(t) tniżżel f'dawn ir-range, tiftaħ lil kontrollo PID biex taffina. Fi nifs, is-sinyal tal-output u(t) jiġi modifikat biex jikkontrolla l-ciklu ta' dover tas-transistor MOSFET, tassigura l-ottimizazzjoni dinamika tal-kurrent ta' xirka.

IV. Ikhtisar tas-Soluzzjoni u Prospekti

• Is-sistema ta' kontrollo tal-ġenerazzjoni tal-enerġija mixta tal-ħawlu u tas-silġ disinnjata fi dan is-soluzzjoni tassigura gestjoni optima ta' xirka u disxirka tal-batterija permezz tal-algoritmu ta' kontrollo Fuzzy-PID komplementari. Dan ma jipproteġi l-batterija u tfaddal llum tal-batterija, imma jassigura ukoll l-aħdien ta' effiċjenza tal-ċattura tal-enerġija tal-ħawlu u tas-silġ permezz tal-MPPT, u tassigura l-aħdien ta' effiċjenza komplessiva tas-sistema ta' ġenerazzjoni tal-enerġija.
• Ir-riżultati esperimentali wasslu li l-kontroller huwa disinnjat korrettament u fehħem, joperagħixx saxxi u fideliż, u ippreżenta prestazzjoni dinamika u aċċurat stat stazjarji.
• Din is-soluzzjoni ta' ġenerazzjoni tal-enerġija mixta tal-ħawlu u tas-silġ b'teknoloġija ta' gestjoni intelligenti tal-batterija hija partikulari adeguata għas-skenariji kif l-areji distanti mhux elettrifikati, l-gżejjer, l-ghadajr, u stazzjonijiet tal-komunikazzjoni. Toffri benefiċċi ekonomiċi u soċjali signifikanti, u għandha prospekti applikazzjonali ampi.