Mfumo wa Mchanganyiko wa Upepo na Jua unaoungwa kwa Ujuzi na Uongozi wa Fuzzy-PID kwa Usimamizi wa Batilie Bora na MPPT

Ukumbusho

Takribu hii inajumuisha mfumo wa kuchambua nishati ya upepo na jua kulingana na teknolojia za ubunifu za utaratibu, kuhusu kutatua matumizi ya nishati katika maeneo maskini na viwango vya matumizi vingine. Msimbo muhimu wa mfumo ni mfumo wa utaratibu wa akili unaotumia mikroprosesa ATmega16. Mfumo huu unafanya kusoma poini za nguvu zote za upepo na jua na kutumia algorithimu yenye PID na utaratibu wa ukubalaji wa kutosha kwa ajili ya utaratibu wa kupamba/kupata mizizi kwa komponeti muhimu - bateriya. Hivyo, inasaidia sana kuongeza ufanisi wa kutengeneza nishati, kuongeza muda wa kutumia bateriya, na kuhakikisha usalama na upato wa nishati.

​I. Taarifa za Kifaa na Uwezo​

1. ​Mazingira ya Nishati:​​ Duniani, nishati za kawaida za mafuta yanapungua, kufanya changamoto kubwa za ustawi wa nishati na maendeleo yasiyofanikiwa. Kutengeneza na kutumia nishati za kinyume na mapenzi kama vile upepo na jua imekuwa muhimu sana kwa kutatua changamoto za nishati na mazingira.
2. ​Thamani ya Mfumo:​​ Mfumo wa upepo na jua unatumia tabaka za nishati za upepo na jua ambazo zinaweza kusaidia wakati na mahali (kama vile jua la mchana na upepo mkubwa sana usiku), kushinda changamoto za kutengeneza nishati kutoka chanzo moja tu. Ni suluhisho la gharama ndogo na sahihi la kutumia nishati kwa viwanja vya mawasiliano, vituo vya utambulisho wa hewa, na nyumba za watu katika maeneo maskini au madogo.
3. ​Umuhimu wa Komponeti Muhimu:​​ Bateriya, ambayo ni muhimu kwa kusimamia nishati, ni muhimu kwa kutumia nishati wakati hauna upepo au jua. Gharama yake ni sehemu kubwa ya gharama zote za kutengeneza nishati. Kwa hiyo, kutumia njia bora za kupamba na kupata mizizi kutokana na bateriya kunaweza kusaidia kuongeza muda wa kutumia bateriya na kupunguza gharama za kila muda.

​II. Mipango Mpya ya Mfumo​

1. ​Maalum Matumizi ya Mfumo:​​
• ​Kuhamasisha Kupata Nishati:​​ Kutumia njia bora za kupata nishati kutoka kwa majengo ya upepo na jua, kufanya Maximum Power Point Tracking (MPPT) ili kutumia nishati za asili kamili.
• ​Utaratibu wa Kusimamia Nishati:​​ Kutumia utaratibu wa akili kwa ajili ya kupamba na kupata mizizi kutokana na bateriya, kuzuia kupamba sana na kupata mizizi sana, kusaidia kusimamia bateriya, na kuongeza ufanisi wa kupamba na muda wa kutumia bateriya.
2. ​Misemo ya Mfumo:​​

Mfumo una misemo minne ya kazi, yakihusishiana na CPU ya kati ili kutengeneza mfumo wa utaratibu wa akili kamili.

​III. Teknolojia ya Utaratibu: Utaratibu wa Bateriya wa Akili​

1. ​Chaguzi na Msingi wa Bateriya:​​
• ​Aina:​​ Suluhisho hili linachagua bateriya za lead-acid zenye gharama ndogo na teknolojia safi, zinazofaa kwa mfumo mdogo wa upepo na jua.
• ​Njia ya Kazi:​​ Kupamba na kupata mizizi kutokana na bateriya ni prosesi ya kutumia nishati ya umeme na kurekebisha. Lakini, kutokana na athari za polarization, ufanisi wa kutumia nishati hauwezi kuwa 100%.
2. ​Changamoto za Utaratibu na Njia ya Kuboresha:​​
• ​Matatizo ya Utaratibu wa Kadi:​​ Utaratibu wa PID unaleta changamoto kwa sababu ya kufuatilia modeli safi ya kazi. Bateriya ni systemu iliyobadilika na sio linear, ambayo inaweza kubadilika kulingana na mabadiliko ya mazingira na kutumia, kufanya kudumu kwa kutumia PID kukosa.
• ​Njia ya Utaratibu Iliyochaguliwa:​​ Suluhisho hili linatumia Fuzzy-PID composite control strategy, linatumia faida za wote:
• ​Faida ya Fuzzy Control:​​ Haipendi modeli safi, inaweza kutumia taarifa isiyosafi, na inaweza kutumia maarifa ya binadamu.
• ​Faida ya PID Control:​​ Inaweza kutumia utaratibu wa kutosha kwa sababu ndogo.
• ​Njia ya Kazi ya Controller:​​ Mfumo huu unatengeneza tofauti e(t) kati ya nguvu imara na nguvu halisi. Wakati tofauti e(t) ni kubwa, fuzzy control huunda kwa mwendo wa haraka. Wakati e(t) unapungua, PID control huunda kwa utaratibu wa kutosha. Mwishowe, uongozi u(t) unabadilishwa kwa kubadilisha muda wa MOSFET, kufanya dynamic optimization ya current charging.

​IV. Mfululizo na Maoni​

• ​Ufanisi wa Utaratibu:​​ Mfumo wa kuchambua nishati wa upepo na jua uliotengenezwa hapa umaefanikiwa kwa kutumia Fuzzy-PID algorithm, kusaidia kusimamia bateriya na kuongeza muda wa kutumia, na kuongeza ufanisi wa kupata nishati kutoka kwa upepo na jua, kwa hiyo kuongeza ufanisi wa mfumo wa kutengeneza nishati.
• ​Uthibitisho wa Tajariba:​​ Matokeo ya tajariba yanasema kwamba controller umetengenezwa vizuri, anafanya kazi vizuri, na ana ufanisi mzuri.
• ​Maoni ya Maendeleo:​​ Suluhisho hili linalotumia teknolojia ya kutumia bateriya na kutengeneza nishati kutoka kwa upepo na jua linaweza kutumika katika maeneo maskini, viwanja, na vituo vingine, linatengeneza faida nyingi na linaweza kutumika kwa urahisi.