یک سیستم هیبربدی می تواند بسیار متنوع بوده و کاربرد مختلفی داشته باشد. در این گونه موارد بهره گیری از انرژی های بومی (تجدید پذیر) می تواند فرایند توسعه این مناطق را تسهیل نماید.
بهره گیری از گزینه های با حداقل هزینه عرضه، جهت توسعه خدمات نوین انرژی در این مناطق یک راه حل پایدار و منطقی محسوب می شود.
روش مرسوم تولید برق در خارج از شبکه، بهره گیری از دیزل ژنراتور می باشد لیکن ظهور فناوری های جدید قابلیت هایی را ایجاد کرده است که همان معماری یک سیستم هیبریدی با مشارکت فناوری های انرژی تجدیدپذیر در کنار دیزل ژنراتور می باشد.
تا بتوان تأمین انرژی مورد نیاز را با حداقل هزینه انجام داد. در رویکرد جدید دیزل ژنراتور همراه با فناوری های انرژی های تجدیدپذیر نظیر فتوولتائیک خورشیدی، باد، زیست توده، زیست گاز، پیل سوختی و برق آبی کوچک و یا خرد
می باشد.
الف- یک سیستم دیزلی تولید کننده برق AC
ب- سیستم فتوولتائیک همراه با ذخیره ساز باتری تأمین کننده بار الکتریکی AC
ج- سیستم هیبریدی برق آبی/ باد/ دیزل همراه با پشتیبان باتری و مبدلAC/DC
د- سیستم باد/ دیزل تأمین کننده برق و بارهای حرارتی همراه با دو ژنراتور، باتریخانه، یک بویلر و یک بار موقت که به تأمین بارهای حرارتی با عبور برق تولیدی توربین بادی از یک مقاومت حرارتی کمک می کند.
ر- یک سیستم فتوولتائیک/ هیدروژن که در آن از برق اضافی فتوولتائیک برای تولید هیدروژن در دستگاه الکترولیز استفاده می شود، هیدروژن تولیدی در مخزن ذخیره شده و در مواقعی که برق تولیدی فتوولتائیک کافی نباشد، از پیل سوختی برای تولید کمبود برق بهره گرفته می شود.
دلایلی این جذابیت را می توان در موارد ذیل خلاصه نمود:
§بهبود قابلیت اطمینان تأمین برق
§بهبود خدمات انرژی
§کاهش انتشار آلایندگی و سروصدا
§افزایش عمر بهره برداری از سیستم
§کاهش هزینه های تولید برق
§مصرف بهینه انرژی
یک ایستگاه تولید برق هیبریدی به طور معمول شامل اجزای زیر می باشد:
الف- ماژول اینورتر با یک توان پیوستی اسمی در حدود 60 درصد از حداکثر دیماند
ب- یک یا دو موتور دیزلی که معمولاً اندازه آنها بین 1 تا 1.5 برابر اندازه اینورتر می باشد.
ج- سیستم ذخیره سازی باتری اسیدی – سربی
د- آرایش فتوولتائیک خورشیدی
ر- میکروپرسسور با واحد کنترلی برای پایش و مدیریت خودکار سیستم
مفهوم بهره برداری از سیستم هیبریدی
در ادامه با ارایه مصداقی، مفهوم بهره برداری از یک سیستم هیبریدی نوعی بررسی و تحلیل خواهد شد. سیستم برق هیبریدی خورشیدی از فتوولتائیک خورشیدی به منظور تولید برق استفاده می کند که می تواند بوسیله دیزل ژنراتورها پشتیبانی گردند.
معماری سیستم هیبریدی:
معماری سیستم هیبریدی خورشیدی متشکل از چندین: پنل خورشیدی، دیزل ژنراتور و باتری می باشد. واحد کنترل کننده توان تبدیل جریان مستقیم به متناوب را با توجه به نوع بهره برداری بهینه از دیزل ژنراتور تحت یک منحنی بار مشخص انجام می دهد.
شارژ کنترلر، باتری را با جریان برق تولیدی خورشیدی و دیزل ژنراتور شارژ می کند.برای دستیابی به این هدف، ژنراتور تنها زمانی بهره برداری می شود که نیاز به شارژ باتری بوده و یا تأمین بار اضافی مدنظر باشد.
الف) طراحی سیستم فتوولتائیک
سیستم های فتوولتائیک به صورت مدول های مستقل طراحی و اجرا می شوند و امکان افزایش ظرفیت به میزان مورد نیاز وجود دارد.
این مزیت امکان فازبندی در اجرای پروژه و اجرای گام به گام آن پس از حصول اطمینان از عملکرد سیستم را فراهم می کند.
طراحی و اجرای سیستم پشتیبان می تواند به طور مجزا صورت پذیرد. به این معنا که پس از نصب و راه اندازی سیستم تامین برق خورشیدی و رضایت از نحوه عملکرد سیستم می توان سیستم پشتیبان شامل باطری و مبدل پشتیبان آن را به سیستم اولیه اضافه نمود.
ب) مراحل طراحی سیستم توربین بادی
استخراج اطلاعات شرایط جغرافیایی محل نصب نیروگاه بادی
در طراحی نیروگاههای بادی توجه به اطلاعات جغرافیایی محل احداث ضروری است. این اطلاعات از طریق ایستگاههای هواشناسی منطقه یا فرودگاه های نزدیک به منطقه مورد نظر بدست می آید.
سرعت متوسط سالانه در ارتفاع ۱۰ متری از سطح زمین.
ارتفاع توربین از سطح زمین.
حداقل و حداکثر دمای محیط.
رطوبت هوا. رطوبت و دمای پایین موجب یخ زدگی اجزای توربین در زمستان خواهد شد.
سرعت باد مهمترین عامل در طراحی بشمار می رود. بنابراین می بایست سرعت متوسط باد در ارتفاع نصب پره در ماه و سال تعیین و بر اساس آن توربین مناسب انتخاب شود.
الف) طراحی سیستم فتوولتائیک
سیستم های فتوولتائیک به صورت مدول های مستقل طراحی و اجرا می شوند و امکان افزایش ظرفیت به میزان مورد نیاز وجود دارد.
تیم طراحی مهندسی شرکت قادر است سیستم تامین برق سه فاز خورشیدی با ظرفیت مورد نیاز را طراحی و اجرا نماید. اضافه نمودن ظرفیت بدون اختلال در عملکرد سیستم اولیه صورت میپذیرد.
این مزیت امکان فازبندی در اجرای پروژه و اجرای گام به گام آن پس از حصول اطمینان از عملکرد سیستم را فراهم می کند.
طراحی سیستم فتوولتائیک بهینه در شرکت براساس ویژگی های آب و هوایی و جغرافیایی خاص محل اجرای پروژه انجام می پذیرد.
با روش طراحی ویژه و اطلاعات جامعی که مهندسان شرکت از مشخصات اجزای سیستم و شرایط جغرافیایی در هنگام طراحی سیستم لحاظ می کنند، پس از طراحی اولیه میزان کیلووات ساعت برق قابل تامین توسط سیستم به تفکیک ماه های سال با خطای کمتر از ۱۰% قابل محاسبه می باشد. بنابراین بررسی و تحلیل عملکرد سیستم به راحتی امکان پذیر است.
ب) مراحل طراحی سیستم توربین بادی
استخراج اطلاعات شرایط جغرافیایی محل نصب نیروگاه بادی
در طراحی نیروگاه های بادی توجه به اطلاعات جغرافیایی محل احداث ضروری است. این اطلاعات از طریق ایستگاه های هواشناسی منطقه یا فرودگاه های نزدیک به منطقه مورد نظر بدست می آید.
سرعت متوسط سالانه در ارتفاع ۱۰ متری از سطح زمین.
ارتفاع توربین از سطح زمین.
حداقل و حداکثر دمای محیط.
رطوبت هوا. رطوبت و دمای پایین موجب یخ زدگی اجزای توربین در زمستان خواهد شد.
سرعت باد مهمترین عامل در طراحی بشمار می رود. بنابراین می بایست سرعت متوسط باد در ارتفاع نصب پره در ماه و سال تعیین و بر اساس آن توربین مناسب انتخاب شود.
شرکت نورسان انرژی در طراحی خود، تنها به سرعت متوسط ماهانه و سالانه باد بسنده نمی کند چرا که رابطه تولید توان با سرعت باد خطی نیست و سرعت متوسط باد نمی تواند عامل تعیین کننده توان خروجی باشد.
با توجه به توان طراحی و مدلسازی تیم مهندسی، شرکت نورسان امکان طراحی و اجرای سیستم هیبریدی انرژی خورشیدی به همراه انرژی بادی را دارد.
به طور کلی هیبرید Hybrid به معنی دوگانه و ترکیبی می باشد. وسایل نقلیه هیبریدی ( Hybrid vehicle) از یک منبع انرژی الکتریکی و یه منبع انرژی درون سوز احتراقی استفاده می کنند.
موتور بنزینی
موتور بنزینی که در این ماشین وجود دارد شباهت زیادی به موتور های بنزینی خودرو های بنزینی دارد. ولی این موتور کوچک تر و نیز دارای تکنولوژی بالاتری نسبت به ماشین های معمولی است که باعث کاهش آلودگی افزایش کارایی می ـ شود.
باک بنزین خودرو هیبرید
باک بنزین در این نوع خودروها محل ذخیره انرژی برای موتور بنزینی است.بنزین چگالی انرژی بالاتری نسبت به باتری دارد به عنوان مثال 1000 پوند باتری معادل 1 گالون (7 پوند) بنزین انرژی دارد.
موتور الکتریکی هیبریدی
موتور الکتریکی در خودروهای هیبریدی خیلی پیشرفته هستند این موتور پیشرفته هم به عنوان یک موتور قادر به انجام کا ر است و هم به عنوان ژنراتور به عنوان مثال زمانی که به این موتور نیاز است موتور با استفاده از باتری ها قادر خواهد بود شتاب مورد نظر را ایجاد کند و زمانی که خودرو نیازی به موتور الکتریکی ندارد مثلا در یک سراشیبی در حال حرکت است این موتور الکتریکی به عنوان یک ژنراتور نیرو را به باتری ها بر میگرداند.
باتري خودرو هيربدي:
باتری ها در خودروی هیبربدی یک وسیله ذخیره انرژی برای موتور الکتریکی هستند . برخلاف بنزین موجود در باک بنزین که میتواند فقط به موتور بنزینی سوخت برساند (یک انتقال یک طرفه از باک بنزین به موتور بنزینی). موتورهای الکتریکی علاوه بر کار فوق میتوانند انرژی را به باتری پس دهند. ولی موتور بنزینی نمی تواند چنین کاری را انجام دهد.
این در صورتی است که موتورهای حجیم‌تر، سیلندرهای بزرگ‌تر دارند و درنتیجه باعث ایجاد وزن بیشتر و لذا مصرف سوخت بالاتر می شود.
سه گونه ی اصلی خودروهای هیبریدی این فرآیند را با کمی تفاوت اجرا می کنند که در ادامه به طور خلاصه با هر کدام از آنها آشنا خواهید شد:
ماشین های هیبریدی با کمک موتور الکتریکی خود، انرژی جنبشی هدر رفته در هنگام ترمزگیری را بصورت الکتریسیته در باتری ها ذخیره کرده و مجدداً از آن استفاده می‌کنند.
مدیریت تغییر حالت حرکت ماشین هیربدی ، بین موتور بنزینی و موتور الکتریکی در شرایط مختلف رانندگی و جاده، کاملاً هوشمند بوده و توسط کامپیوتر مرکزی خودرو کنترل می‌شود.
