एक बुद्धिमान वायु-सौर हाइब्रिड प्रणाली जसमा फजी-पीआइड नियन्त्रण सिस्टेम राखिएको छ जसले बैटरी प्रबन्धन र एमपीपीटीमा सुधार गर्दछ

सारांश

यो प्रस्ताव उन्नत नियंत्रण प्रविधि आधारित हवाको-सौर संयुक्त विद्युत उत्पादन प्रणालीलाई प्रस्तुत गर्दछ, जसको उद्देश असुलभ क्षेत्रहरू र विशेष अनुप्रयोग स्थितिहरूमा शक्तिशील र आर्थिक रूपमा बिजुलीको आवश्यकतालाई समाधान गर्न हो। प्रणालीको मुख्य भाग एउटा ATmega16 माइक्रोप्रोसेसरको आधारमा केन्द्रित बुद्धिमत्तापूर्ण नियंत्रण प्रणाली हो। यो प्रणाली हवाको र सौर ऊर्जाको लागि अधिकतम शक्ति बिन्दु ट्रैकिङ (MPPT) गर्छ र PID र फजी नियंत्रणको संयोजित अल्गोरिथ्म लाई बाटेरीको चार्जिङ/डिस्चार्जिङ प्रबंधनको लागि शुद्ध र आर्थिक रूपमा प्रयोग गर्छ। यसले पूर्ण विद्युत उत्पादन क्षमतालाई बढाउँदै, बाटेरीको जीवनकाललाई विस्तार दिन्दै र बिजुली पुर्वाधार विश्वसनीयता र आर्थिक लागि प्रबंधन गर्न सक्छ।

I. परियोजना अवस्था र महत्त्व

1. ऊर्जा संदर्भ: विश्वभरमा परम्परागत फोसिल ईंधनहरू बढ्दै खाली हुँदै जान्छन्, जसले ऊर्जा सुरक्षा र टिकाउ विकासमा गम्भीर चुनौती पुर्याउँछ। हवाको र सौर ऊर्जाजस्तो शुद्ध, नवीनीकरणीय नवीन ऊर्जा स्रोतहरूको विकास र प्रयोग गर्न अहिलेको ऊर्जा र पर्यावरण समस्याहरूको समाधानको लागि राष्ट्रिय प्राथमिकता बनेको छ।
2. प्रणालीको मूल्य: हवाको-सौर संयुक्त प्रणालीले हवाको र सौर ऊर्जाको समय र भौगोलिक मापदण्डमा प्राकृतिक पूरक विशेषताहरूलाई पूर्ण रूपमा लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशील हवाको सम्भावनाहरू जस्ता) लाई लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशील हवाको सम्भावनाहरू जस्ता) लाई लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशील हवाको सम्भावनाहरू जस्ता) लाई लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशील हवाको सम्भावनाहरू जस्ता) लाई लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशील हवाको सम्भावनाहरू जस्ता) लाई लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशील हवाको सम्भावनाहरू जस्ता) लाई लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशील हवाको सम्भावनाहरू जस्ता) लाई लामो दिनको दिनमा ठूलो प्रकाश, रातमा शक्तिशी......
3. मुख्य घटकहरूको महत्त्व: बाटेरी, प्रणालीको ऊर्जा संचयन इकाई को रूपमा, हवा वा प्रकाश नभएको समयमा लोडलाई निरन्तर बिजुली पुर्वाधार गर्न आवश्यक छ। यसको खर्च पूरा विद्युत उत्पादन प्रणालीको एक महत्त्वपूर्ण भाग हुन्छ। यसले बाटेरीको चार्जिङ क्षमता बढाउँदै र यसको चार्ज/डिस्चार्ज रणनीति अनुकूलन गर्दै यसको सेवा जीवनलाई विस्तार दिन आवश्यक छ, जसले प्रणालीको चक्र खर्च घटाउँदै र संचालन विश्वसनीयतालाई बढाउँछ।

II. पूर्ण प्रणाली डिझाइन

1. प्रणालीको मुख्य उद्देशहरू:
• ऊर्जा फाँदन अनुकूलन: हवाको टरबाइन र फोटोवोल्टेलिक पैनलहरूले उत्पादित विद्युतको लागि अधिकतम कार्यक्षमतामा नियन्त्रण गर्न अधिकतम शक्ति बिन्दु ट्रैकिङ (MPPT) लाई पूर्ण रूपमा लागू गर्न, प्राकृतिक स्रोतहरूलाई पूर्ण रूपमा उपयोग गर्न।
• ऊर्जा संचयन प्रणाली प्रबंधन: बाटेरीको चार्जिङ र डिस्चार्जिङ प्रक्रियालाई बुद्धिमत्तापूर्ण रूपमा प्रबंधन गर्न, ओवरचार्जिङ र ओवरडिस्चार्जिङ रोक्न, बाटेरीलाई प्रभावी रूपमा संरक्षण गर्न र यसको चार्जिङ क्षमता र सेवा जीवनलाई बढाउँन।
2. प्रणालीको हार्डवेयर आर्किटेक्चर:

यो प्रणाली तीन मुख्य कार्यात्मक मॉड्यूलहरू समाविष्ट छ, जसलाई केन्द्रीय नियन्त्रण CPU ले समन्वय गर्दछ र एउटा पूर्ण बुद्धिमत्तापूर्ण नियन्त्रण प्रणाली बनाउँदछ।

III. मुख्य नियन्त्रण प्रविधि: बुद्धिमत्तापूर्ण बाटेरी प्रबंधन

1. बाटेरी चयन र बुनियादी विवरण:
• प्रकार: यो समाधानले निर्धारण गरेको बाटेरी प्रकार सुरक्षित लेड-एसिड बाटेरी हो, जसले तकनीकी रूपमा परिपक्व र कम खर्च छ, जसले लघु पैमानाको हवाको-सौर संयुक्त प्रणालीको लागि उपयुक्त छ।
• कार्य तथ्य: बाटेरीको चार्जिङ र डिस्चार्जिङ वास्तवमा विद्युत ऊर्जा र रासायनिक ऊर्जामा रूपान्तरणको प्रक्रिया हुन्छ। तर, इलेक्ट्रोड विज्ञान, बाटेरीको आंतरिक प्रतिरोध, र विद्युत पदार्थको घनत्व जस्ता परिवर्तनीय तत्वहरूले ऊर्जा रूपान्तरणको क्षमता 100% पुग्न नभएको छ।
2. नियन्त्रण चुनौतीहरू र अनुकूलन रणनीति:
• पारम्परिक नियन्त्रणको कमजोरीहरू: पारम्परिक PID नियन्त्रण विधिहरूले नियन्त्रित वस्तु (बाटेरी)को यथार्थ गणितीय मॉडेल जस्ता अनुमानित रूपमा निर्भर गर्छ। बाटेरी एउटा अरेखीय, समयमा परिवर्तनीय प्रणाली हो, जसको परिवर्तनीय तत्वहरू (आंतरिक प्रतिरोध, विद्युत पदार्थको घनत्व, आदि) वातावरण तापक्रम र उपयोग अवस्थामा अनुसार बदल्छ, जसले यथार्थ मॉडेल निर्माण गर्न कठिन बनाउँछ। यसले पारम्परिक PID परामितिहरूको ट्यूनिङमा चुनौती र यसको अनुकूलन र नियन्त्रण क्षमतामा निम्न राख्छ।
• प्रयोग गरिएको उन्नत नियन्त्रण विधि: यो समाधानले फजी-PID संयुक्त नियन्त्रण रणनीति लाई अपनाएको छ, जसले दुवैको फाइदा लिन्छ:
• फजी नियन्त्रणको फाइदा: नियन्त्रित वस्तु (बाटेरी)को यथार्थ गणितीय मॉडेल अनुमानित रूपमा नहुन अनुमानित रूपमा निर्भर गर्दै, अनिश्चित इनपुट जानकारी ल्याउन सक्छ, बाटेरीको परिवर्तनीय तत्वहरूमा अनुकूलन गर्न बलियो र विशेषज्ञ ज्ञान ल्याउन सक्छ।
• PID नियन्त्रणको फाइदा: जब प्रणाली विचलन छोटो छ, यसले उच्च-परिशुद्धता, शून्य स्थिर अवस्था त्रुटि नियन्त्रण गर्न सक्छ।
• नियन्त्रकको कार्यक्रम: प्रणाली निरन्तर बाटेरीको निर्धारित वोल्टेज र यसको वास्तविक वोल्टेजको बीचको फरक e(t) निरीक्षण गर्छ। जब विचलन e(t) ठूलो छ, फजी नियन्त्रण प्रमुख रूपमा उत्तर दिन्छ। जब e(t) निश्चित रेन्जमा घट्छ, यसले नियमित रूपमा PID नियन्त्रणमा बदल्छ र नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा नियमित रूपमा......

IV. समाधानको सारांश र भविष्यका दिशा

• नियन्त्रणको प्रभावकारिता: यस समाधानमा डिझाइन गरिएको हवाको-सौर संयुक्त विद्युत उत्पादन नियन्त्रण प्रणालीले बुद्धिमत्तापूर्ण फजी-PID नियन्त्रण अल्गोरिथ्मको लागि बाटेरीको चार्जिङ/डिस्चार्जिङ प्रबंधनमा अधिकतम लाभ उपलब्ध गर्छ। यसले बाटेरीलाई प्रभावी रूपमा संरक्षण गर्न र यसको सेवा जीवनलाई विस्तार दिन र MPPT द्वारा हवाको र सौर ऊर्जाको फाँदन क्षमतालाई बढाउँन, पूर्ण प्रणालीको क्षमतालाई बढाउँछ।
• प्रयोगशाला प्रमाणीकरण: प्रयोग नतिजाहरूले देखाउँछन् कि नियन्त्रक सही र योग्य रूपमा डिझाइन गरिएको छ, सुरक्षित र विश्वसनीय रूपमा संचालन गर्छ र उत्तम गतिशील प्रतिक्रिया क्षमता र स्थिर यथार्थता राख्छ।
• प्रयोगको भविष्यका दिशा: यो बुद्धिमत्तापूर्ण बाटेरी प्रबंधन प्रविधि समाविष्ट गरिएको एकीकृत हवाको-सौर संयुक्त विद्युत उत्पादन समाधानले ग्रिड आच्छादन नभएका दूरीका क्षेत्रहरू, द्वीपहरू, चरागाहहरू, र संचार आधारस्थानहरू जस्ता स्थितिहरूमा विशेष रूपमा उपयुक्त छ। यसले महत्त्वपूर्ण आर्थिक र सामाजिक लाभहरू प्रदान गर्छ र विस्तृत प्रयोगको सम्भावना छ।