Ανάλυση υβριδικού συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδυάζει ΑΠΕ και μπαταρίες μολύβδου-οξέος

Μικρογεωργίου, Νικόλαος; Mikrogeorgiou, Nikolaos

dc.contributor.author	Μικρογεωργίου, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Mikrogeorgiou, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2020-10-28T21:13:04Z
dc.date.available	2020-10-28T21:13:04Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51648
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19346
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Διαχείριση ενέργειας	el
dc.subject	Υβριδικό σύστημα παραγωγής ενέργειας	el
dc.subject	Μπαταρίες μολύβδου-οξέος	el
dc.subject	Υπερπυκνωτές	el
dc.subject	Ανεμογεννήτρια	el
dc.subject	Φωτοβολταϊκή γεννήτρια	el
dc.subject	Energy management	en
dc.subject	Hybrid energy system	en
dc.subject	Lead-acid batteries	en
dc.subject	Supercapacitors	en
dc.subject	Wind turbine	en
dc.subject	Photovoltaic generator	en
dc.subject	Solar Energy	en
dc.subject	Wind energy	en
dc.title	Ανάλυση υβριδικού συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδυάζει ΑΠΕ και μπαταρίες μολύβδου-οξέος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-10-13
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύσσεται και διερευνάται ένα δυναμικό μοντέλο που προσομοιώνει την λειτουργία ενός αυτόνομου υβριδικού συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, που συνδυάζει ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και αποθήκευση μέσω μπαταριών μολύβδου-οξέος. Το υπό μελέτη σύστημα περιλαμβάνει μία ανεμογεννήτρια, η οποία χρησιμοποιεί μια σύγχρονη γεννήτρια μονίμων μαγνητών, και μία φωτοβολταϊκή γεννήτρια, οι οποίες αποτελούν τις κύριες ενεργειακές πηγές του, ενώ μια συστοιχία μπαταριών μολύβδου-οξέος χρησιμοποιείται για να τροφοδοτεί την ισχύ του φορτίου, σε περιπτώσεις που αυτή υπερβαίνει την ισχύ της παραγωγής. Μια συστοιχία υπερπυκνωτών λειτουργεί επικουρικά, για να καλύψει πιθανές διακυμάνσεις της παραγόμενης ισχύος, που μπορεί να οφείλονται σε ταχείες διακυμάνσεις της ταχύτητας του ανέμου και της ηλιακής ακτινοβολίας. Η διασύνδεση των επιμέρους υποσυστημάτων και η διαχείριση της ισχύος πραγματοποιούνται μέσω ενός κοινού ζυγού ΣΡ, με χρήση κατάλληλων μετατροπέων ισχύος και ειδικά σχεδιασμένων ελεγκτών. Μετά την μοντελοποίηση των υποσυστημάτων, ακολουθεί η διαστασιολόγηση του συστήματος, με χρήση αναλυτικής μεθόδου που βασίζεται σε πραγματικά δεδομένα χρονοσειρών για την ταχύτητα του ανέμου, την ηλιακή ακτινοβολία, καθώς και την ημερήσια καμπύλη φορτίου. Ο έλεγχος του συστήματος, λαμβάνοντας υπόψη το ισοζύγιο παραγωγής-ζήτησης, δίνει έμφαση στην ποιότητα της παραγόμενης ισχύος. Παράλληλα, αξιοποιώντας τον επικουρικό ρόλο των υπερπυκνωτών, εξασφαλίζει την αποδοτική και οικονομική λειτουργία της συστοιχίας των μπαταριών, αυξάνοντας την διάρκεια ζωής της. Η συμπεριφορά του συστήματος εξετάζεται τόσο σε μόνιμη κατάσταση, όσο και σε μεταβατικές καταστάσεις, για την ανάλυση της ομαλής λειτουργίας του. Προτείνεται μια συγκεκριμένη τεχνική ελέγχου της ροής ισχύος, η οποία εξασφαλίζει ευσταθή λειτουργία και αδιάλειπτη παροχή ισχύος στο φορτίο και αξιολογείται ο ρόλος των υπερπυκνωτών στο ισοζύγιο ισχύος, στην αποδοτική χρήση της συστοιχίας των μπαταριών μολύβδου-οξέος και στην ποιότητα ισχύος του ζυγού ΣΡ.	el
heal.abstract	The scope of this thesis is the development and investigation of a dynamic model that simulates the operation of an autonomous hybrid power generation system, which combines renewable energy sources and storage via lead-acid batteries. The system under study includes a wind turbine, which uses a synchronous permanent magnet generator, and a photovoltaic generator, which are its main energy sources, while an array of lead-acid batteries is used to power the load, in cases where power demand exceeds generation. An array of supercapacitors operates auxiliary to cover possible fluctuations in power output, which may occur due to rapid fluctuations in wind speed and solar radiation. The interconnection of the individual subsystems and the power management are carried out through a common DC bus, using suitable power converters and specially designed controllers. After the modeling of the subsystems is carried out, the sizing of the system follows, using an analytical method based on real timeseries data for wind speed, solar radiation, as well as the daily load curve. The control system, taking into account the supply-demand equilibrium, emphasizes the quality of the power produced. At the same time, utilizing the auxiliary role of the supercapacitors, it ensures the efficient and economical operation of the battery pack, increasing its lifespan. The behavior of the system is examined in both steady state and in transient conditions, for the analysis of its smooth operation. A particular control technique for power flow regulation is proposed, which ensures stable operation and uninterrupted power supply to the load. Moreover, the contribution of the supercapacitors is evaluated, regarding issues such as the supply-demand equilibrium, efficient use of the lead-acid battery bank and DC bus power quality.	en
heal.advisorName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνόπουλος, Αντώνιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	140 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false