Modeliranje sistema fotonapetostne elektrarne in baterijskega hranilnikaMLEČNIK, MATEJ (Avtor) Blažič, Boštjan (Mentor) modeliranje fotonapetostnega sistemabaterijski hranilnikMPPTDC/DC pretvornikPV modulPovzetek V uvodu diplomskega dela je najprej predstavljen namen naloge. Glede na to, da se ozaveščenost za čisto in neonesnaženo okolje povečuje iz leta v leto, se podoben trend vidi tudi na energetskem področju. Vse bolj se išče načine, kako brez večjih posegov v okolje in spustov toplogrednih plinov pridelati kar se da učinkovito in čisto električno energijo. Ena boljših rešitev te problematike predstavljajo fotonapetostni sistemi, ki izkoriščajo energijo sonca. Pri proizvodnji električne energije s pomočjo fotonapetostnih modulov ne pride do večjih posegov v okolje in ni nobenih izpustov toplogrednih plinov, zato so fotonapetostni sistemi eden izmed bolj aktualnih in razširjenih načinov proizvodnje okolju prijazne energije iz obnovljivih virov. V glavnem delu te diplomske naloge je predstavljen model fotonapetostnega sistema z baterijskim hranilnikom. Vsi elementi sistema so predstavljeni ločeno po poglavjih, in sicer fotonapetostni moduli, DC/DC pretvorniki, algoritem iskanja točke največje moči (MPPT), razmernik, krmilna enota razmernika, omrežje, breme ter baterijski hranilnik energije. Pri vsakem elementu sistema je pojasnjeno še njegovo matematično ozadje in njihovo delovanje. V dodatnem poglavju so predstavljena še merilna mesta posameznih veličin v sistemu, ki nam služijo kot pokazatelj načina delovanja sistema. V devetem poglavju sledi bistveni del diplomskega dela. Predstavljene so simulacije sistema ob različnih pogojih, in sicer je najprej simuliran sistem brez obremenitve in brez vključenega baterijskega hranilnika. Prikazane so bistvene veličine posameznih elementov. Najprej so predstavljeni časovni poteki moči, napetosti in tokov ob konstantnih vhodnih razmerah, kasneje so vhodne razmere spremenjene na dinamične. Opazno je, da se ob konstantnih razmerah po začetnem času, ki je potreben da se sistem ustali, razmere na izhodnih parametrih sistema ne spremenijo. Če pa imamo dinamične vhodne parametre, se ustrezno spreminjajo tudi veličine na izhodnih parametrih sistema. Glede na izhodne veličine je razvidno, da se izhodna moč in izhodni tok sistema ob zmanjšanju sočnega obsevanja ali povečanju temperature panelov zmanjšata. Postopoma smo v sistem (s konstantnimi razmerami na vhodu) dodajali še breme in baterijski hranilnik. Najprej je simulirano stanje, ko ob določenem času priklopimo nek porabnik na izhodni del sistema. Izhodna moč se skočno zmanjša, saj se moč troši na porabniku. Nato simulacija prikazuje stanje, ko v neobremenjen sistem ob konstantnih razmerah priklopimo baterijski hranilnik, ki lahko deluje v dveh režimih; to je ko se baterija polni ali prazni. Opravljeni sta bili torej obe simulaciji. Razvidno je, da enosmerna napetost na vhodu razmernika v trenutku vklopa baterijskega hranilnika v obeh primerih zaniha. To nihanje se pozna tudi na izhodni moči. Ustrezno se izhodna moč sistema zmanjša ali poveča – odvisno od tega, ali se nam baterija polni ali oddaja energijo omrežju. Na smo opravili še simulacije celotnega sistema z dinamičnim bremenom in različnimi stanji baterije. Spreminjali smo napolnjenost baterije (SOC – state of charge) in velikost porabnika, priključenega na sistem, pri čemer smo opazovali izhodne veličine (moč, napetost, tok) in veličine na bateriji. Zasnovan sistem deluje po principu, da v kolikor je baterija dovolj polna, oddaja energijo v omrežje (SOC je večji od 75 %). Če nimamo priključenega velikega bremena na izhodu in imamo močno sončno obsevanje, torej imamo višek proizvedene energije, se v primeru, da je baterija pod 50 % SOC, vključi režim polnjenja baterije. Če se v tem trenutku vključi večji porabnik, se polnjenje baterije prekine. Podobno velja, ko imamo priključeno veliko breme in je SOC večji od 50 %; takrat začne baterija oddajati energijo v sistem, torej pripomore k napajanju porabnika. Vse te simulacije so prikazane v devetem poglavju. Končne ugotovitve kažejo, da vsaka sprememba na enosmerni strani sistema vpliva na izhodne veličine. Potreben je čas, da se razmere znova ustalijo. Ko se ustali enosmerna napetost na vhodu v razsmernik, se ustali tudi izhodna trifazna napetost iz razsmernika.20162016-09-14 12:25:06Diplomsko delo85192VisID: 34552sl