دسته: برق
حجم فایل: 28 کیلوبایت
تعداد صفحه: 34
نیمه هادی ها و ساختمان داخلی آنها
نیمه هادی ها عناصری هستند که از لحاظ هدایت، ما بین هادی و عایق قرار دارند، و مدار آخر نیمه هادیها، دارای 4 الکترون میباشد.
ژرمانیم و سیلیکون دو عنصری هستند که خاصیت نیمه هادی ها را دارا میباشند و به دلیل داشتن شرایط فیزیکی خوب، برای ساخت نیمه هادی دیود ترانزیستور، آی سی (IC) و… مورد استفاده قرار میگیرد.
ژرمانیم دارای عدد اتمی32 میباشد.
این نیمه هادی، در سال 1886 توسط ونیکلر کشف شد.
این نیمه هادی، در سال 1810توسط گیلوساک و تنارد کشف شد. اتمهای نیمه هادی ژرمانیم و سیلیسیم به صورت یک بلور سه بعدی است که با قرار گرفتن بلورها در کنار یکدیگر، شبکه کریستالی آنها پدید میآید.
اتم های ژرمانیم و سیلیسیم به دلیل نداشتن چهار الکترون در مدار خارجی خود تمایل به دریافت الکترون دارد تا مدار خود را کامل نماید. لذا بین اتم های نیمه هادی فوق، پیوند اشتراکی برقرار میشود.
بر اثر انرژی گرمائی محیط اطراف نیمه هادی، پیوند اشتراکی شکسته شده و الکترون آزاد میگردد. الکترون فوق و دیگر الکترون هائی که بر اثر انرژی گرمایی بوجود میآید در نیمه هادی وجود دارد و این الکترون ها به هیچ اتمیوابسته نیست.
د ر مقابل حرکت الکترون ها، حرکت دیگری به نام جریان در حفره ها که دارای بار مثبت میباشند، وجود دارد. این حفره ها، بر اثر از دست دادن الکترون در پیوند بوجود میآید.
بر اثر شکسته شدن پیوندها و بو جود آمدن الکترون های آزاد و حفره ها، در نیمه هادی دو جریان بوجود میآید. جریان اول حرکت الکترون که بر اثر جذب الکترون ها به سمت حفره ها به سمت الکترون ها بوجود خواهد آمد و جریان دوم حرکت حفره هاست که بر اثر جذب حفره ها به سمت الکترون ها بوجود میآید. در یک کریستال نیمه هادی، تعداد الکترونها و حفره ها با هم برابرند ولی حرکت الکترون ها و حفره ها عکس یکدیگر میباشند.
1. نیمه هادی نوع N وP
از آنجایی که تعداد الکترونها و حفره های موجود در کریستال ژرمانیم و سیلیسیم در دمای محیط کم است و جریان انتقالی کم میباشد، لذا به عناصر فوق ناخالصی اضافه میکنند.
هرگاه به عناصر نیمه هادی، یک عنصر 5 ظرفیتی مانند آرسنیک یا آنتیوان تزریق شود، چهار الکترون مدار آخر آرسنیک با چهار اتم مجاور سیلسیم یا ژرمانیم تشکیل پیوند اشتراکی داده و الکترون پنجم آن، به صورت آزاد باقی میماند.
بنابرین هر اتم آرسنیک، یک الکترون اضافی تولید میکند، بدون اینکه حفره ای ایجاد شده باشد. نیمه هادی هایی که ناخالصی آن از اتم های پنج ظرفیتی باشد، نیمه هادی نوع N نام دارد.
خلاصه
این مقاله، مدلی برای محاسبه اندازه بهینه سیستم ذخیره سازی انرژی (ESS) در یک ریزشبکه را، با در نظر گرفتن معیار قابلیت اطمینان، ارایه می دهد. هر چه ESS (سیستم ذخیره سازی انرژی) بزرگتر باشد، نیازمند هزینه های سرمایه گذاری بیشتری بوده، درحالیکه هزینه عملکرد ریزشبکه، کاهش می یابد. مساله تعیین اندازه بهینه ESS که در اینجا ارایه می شود، هزینه سرمایه گذاری (هزینه اولیه) ESS را، و نیز هزینه عملکرد مورد انتظار شبکه را، کمینه می کند. با استفاده از ESS، کمبود توان تولیدی به سبب قطع شدن واحدهای موجود و یا جدا شدن واحدهای تجدیدپذیر، کنترل می شود؛ ازینرو، معیار قابل اطمینان بودن ریزشبکه، برآورده می شود. از یک مدل عملی ESS استفاده می شود. از یک برنامه نویسی مرکب-عدد صحیح (MIP) برای فرمول بندی مساله استفاده شده است. نمونه های گویا نشان دهندۀ بازدۀ مدل ارایه شده می باشند.
کلمات کلیدی: سیستم ذخیره سازی انرژی، برنامه ریزی توسعه، ریزشبکه.
مقدمه
با ادامه روند تکامل تکنولوژی های ذخیره سازی، کاربرد سیستم های ذخیره کننده انرژی (ESS) در شبکه های آینده، بیش از پیش توجه اپراتورهای سیستم را بخود جلب کرده است و کاربرد آنها در سیستم قدرت، در حال یافتن توجیه اقتصادی می باشد. ESS، کاربردهای گسترده ای را به شبکه قدرت ارایه می دارد، مانند بهبود کنترل، کاهش مشکلات نوسان و قطعی منابع انرژی تجدیدپذیر، تبعیت از بار، پایداری ولتاژ و فرکانس، مدیریت بار پیک، بهبود کیفیت توان، و تعویق ارتقای سیستم. اگرچه، هزینه های سرمایه گذاری بالای آن، مدل سازی دقیق و تنظیم اندازه بهینه ESS را می طلبد تا توجیه اقتصادی آن را برآورده کرده و همچنین از بهره برداری کم یا زیاد از حد آن، جلوگیری کند.
خلاصه
توسعه روز افزون مزارع بادی درمقیاس بزرگ دریایی درسراسر جهان باعث ظهور بسیاری ازچالش های فنی و اقتصادی جدیدشده است. هزینه سرمایه شبکه برقی که از مزارع بادی بزرگ دریایی پشتیبانی می کند، بخش قابل توجهی از هزینه کل مزارع بادی را تشکیل می دهد. لذا، یافتن طراحی بهینه شبکه برق یک وظیفه خیلی مهم است که در این مقاله به آن پرداخته می شود. در این مقاله یک مدل هزینه توسعه یافته است که هزینه های دقیق تر و واقعی تر ترانسفورماتورها، پست ها و کابل ها را در بر می گیرد. همین موضوع باعث شده است مدل جدید ارائه شده نسبت به روش های موجود مبسوط تر و بهتر باشد. همچنین از یک الگوریتمی استفاده شده است که مبتنی است بر الگوریتم ژنتیک بهبودیافته و شامل الگوریتم خاصی است که حین طراحی آرایه های شعاعی، سطح مقطع های گوناگون کابل ها را هم در نظر می گیرد. رویکرد ارائه شده توسط یک مزرع بادی بزرگ دریایی آزموده شده است؛ نتایج آزمون نشان می دهد که الگوریتم معرفی شده طراحی های بهینه معتبری از شبکه برق را فراهم می کند.
کلمات کلیدی: ها- سیستم توزیع برق، الگوریتم ژنتیک، مزرعه بادی دریایی، بهینه سازی.
مقدمه
انرژی بادی کم کم دارای اهمیت استراتژیک و اقتصادی فزاینده ای در سراسر جهان می شود. این انرژی یکی از گزینه های نویدبخش در بین سایر فناوری های تولید انرژی های تجدیدپذیر است و انتظار می رود نقش مهمی در کاهش پیامدهای زیست محیطی در رفع نیاز جوامع مدرن از صنعت برق ایفا کند. استفاده از تولید برق بادی دریایی بنا به دلایل زیر جذاب و قابل توجه است: 1) مزارع بادی دریایی، منابع باارزش سرزمین ها را به تصرف در نمی آورند؛ 2) استفاده از مکان های دریایی (مترجم: یعنی استفاده از مکان های داخل دریا) بدین معناست که مزرعه بادی تا حد زیادی دور از چشم و دید بوده و آلودگی صوتی نخواهد داشت؛ 3) جریان باد توسط ساختمان ها و جنگل ها مشوش نشده و بطور مستقیم و با سرعت زیاد با تیغه های توربین برخورد خواهد داشت لذا عملکرد توربین افزایش خواهد یافت؛ 4) طرح های توربین بادی دریایی با توان نامی بزرگتری نسبت به طرح های ساحلی موجودند که این نرخ های بزرگ باعث توسعه اقتصادی می شود؛ و 5) آب دریا باعث می شود خنک سازی قطعات امکانپذیر بوده و هزینه کمی را به دنبال داشته باشد.
چکیده
از باطری خانه ذخیره کننده انرژی (BESS) برای مقاصد فعلی هموار کردن (منظور از بین بردن نوسانات) نوسانات تولید انرژی بادی و خورشیدی استفاده می شود. این سیستم های قدرت هیبرید مبنی بر BESS، به یک استراتژی کنترل مناسبی که بتواند به صورت موثری سطوح توان خروجی و حالت شارژ (SOC) باطری را تنظیم کند، نیازمندند. این مقاله، نتایج بررسی شبیه سازی سیستم قدرت هیبرید بادی/فتوولتاییک (PV) /BESS را که به منطور بهبود عملیات هموار کردن شکل موج توان تولیدی خروجی، و اثربخش بودن کنترل SOC باطری انجام شده است، ارایه می دهد. یک روش کنترل هموار برای کاهش نوسانات توان خروجی هیبریدی بادی/PV و نیز تنظیم SOC باطری تحت شرایطی خاص، در اینجا ارایه شده است. یک روش جدید تخصیص توان لحظه ای مبنی بر BESS نیز پیشنهاد شده است. فواید این روش ها نیز با استفاده از نرم افزار MATLAB/SIMULINK بررسی شده است.
اصطلاحات مرتبط: کنترل هموار سازگار، باطری خانه ذخیره انرژی (BESS) ، تولید توان خورشیدی، حالت شارژ (SOC) ، تولید توان بادی
مقدمه
در سال های اخیر، تولید برق با استفاده از انرژی باد و خورشید (PV) توجه چشمگیری را در سراسر دنیا به خود واداشته است. شرکت دولتی شبکه برق چین (SGCC) ، در حال ساخت پروژه نمایشی مشترک خطوط انتقال، و پست ذخیره انرژی بادی/PV/باطری ای (BESS) ملی بوده، و این پروژه در منطقه ژآنگبی، هبی در چین واقع است. ژآنگبی متعلق به نیروگاه بادی 10 ملیون کیلوواتی چین می باشد. پروژه نمایشی در سه مرحله برنامه ریزی شده است. اکنون در مرحله نخست قرار داشته. تا پایان ماه دسامبر سال 2011، یک مزرعه بادی 100 مگاواتی، یک مزرعه 40 مگاواتی، و یک BESS لیتیومیونی 14-MW/63-MWh در ژانگبی ساخته خواهد شد. سیستم ذخیره سازی انرژی باطری، قادر به ارایه پاسخ های مدیریتانرژی انعطاف پذیری است که می تواند کیفیت توان سیستم های تولید توان هیبریدی انرژی تجدیدپذیر را بهبود بخشد. بدین منطور، روش های کنترلی و پیکربندی های زیادی باید برای سیستم های ذخیره سازی انرژی هیبریدی _مانند یک سیستم ذخیره سازی انرژی باطری، یک سیستم مغناطیسی ابررسانا (SMES) ، یک سیستم انرژی چرخ طیار (FES) ، یک سیستم انرژی خازنی (ECS) ، و یک سیستم هیبریدی پیل سوختی/الکترولایزر_ ارایه شده اند تا نوسانات توان را کاهش داده یا کیفیت توان را بهبود بخشند.
خلاصه
استفاده از شبکه های حسگر بی سیم در اتوماسیون خانگی (WSNHA) به دلیل خصوصیات خود تنظیمی دقت تراکنش بالا، هزینه کم، و پتانسیل هایی برای بکارگیری سریعف جذاب می باشند. اگرچه الگوریتم مسیریابی AODVjr در IEEE 802.15.4/ زیگبی و الگوریتم های مسیریابی دیگر برای شبکه های حسگر بی سیم طراحی شده است، تمام آن ها برای شبکه های حسگر بی سیم در اتوماسیون خانگی WSNHA)) مناسب نمی باشد. در این مقاله، ما یک الگوریتم مسیریابی منطقی بر مبنای موقعیت برای شبکه های حسگر بی سیم را برای شبکه های حسگر بی سیم دراتوماسیون خانگی WSNHA)) به نام WSNHA-LBAR مطرح می کنیم. این الگوریتم، سیل کشف مسیر را برای نواحی درخواستی مخروطی شکل محدود کرده، که مسیرهای بالاسری را کاهش داده و مشکلات مربوط به طغیان پیام ها را کمتر می کند. این الگوریتم همچنین به صورت اتوماتیک اندازه نواحی درخواستی را با استفاده از الگوریتم خود تطبیقی بر اساس قضیه بیزی ساماندهی می کند. این الگوریتم، شبکه های حسگر بی سیم در اتوماسیون خانگی (WSNHA-LBAR) را نسبت به تغییرات وضعیت شبکه سازگارتر کرده و برای اجرا آسان تر می کند. نتایج شبیه سازی شده، اعتبار شبکه را بیشتر کرده و همچنین سربار مسیربابی را کاهش می دهد.
سیستم های اتوماسیون خانگی (HA) ، به طور روزافزون برای ایمنی و آسایش سکنه و ایجاد کنترل توزیع شده در ارتباط با گرمایش، تهویه، و کنترل هوا (HVAC) و نورپردازی به منظور صرفه جویی در هزینه انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین صنعت اتوماسیون خانگی به طور قابل توجهی در چند دهه گذشته رشد داشته و همچنان به سرعت رو به توسعه می باشد. محققان و مهندسان به طور روز افزون، به تکنیک های جدید برای کم کردن تاسیسات کلی و هزینه نگهداری سیستم های HA نگاهی دارند. فناوری بی سیم به عنوان یک گرداننده اصلی برای رسیدن به این اهداف به دلیل هزینه پایین آن برای کابل کشی، گسترش آسان آن، مقیاس پذیری خوب، و پیوند آسا آن با ابزارهای کاربری سیار، می باشند.
شبکه های گیرنده بی سیم با توان کم (WSN) به عنوان فناوری شبکه امیدبخشی می باشند که اخیرا در سیستم های HA ظهور پیدا کرده اند. WSN ها معمولا شامل تعدادی از گره های کوچک به همراه حسگر، پردازنده داده، و قابلیت ارتباط بی سیم می باشد. این گره های حسگر کم هزینه بوده و در حداقل دوره کاری دارای عمر باتری برای چند سال می باشند. آن ها برای تنظیمات مربوط به شبکه خانگی مناسب بوده به صورتی که گره های حسگر هوشمند و محرک ها در ابزارهایی همانند دستگاه تهویه هوا، اجاق های میکروویو، یخچال ها و ابزارهای سرگرمی خانگی مخفی می باشند. این گره های حسگر در ابزارهای موجود در خانه با یکدیگر در تعامل می باشند. آن ها این امکان را برای سکنه ایجاد می کنند تا ابزارها را در خانه شان در همان محل یا از راه دور، به آسانی مدیریت کنند. بنابراین، علاقه به فناوری شبکه حسگر بی سیم در حوزه اتوماسیون خانگی بیشتر شده است. ما اشاره یا به ترکیبی از HA و WSN به عنوان شبکه های حسگر بی سیم در اتوماسیون خانگی (WSNHA) داریم.