نیروگاه تلمبه ذخیره ای

نیروگاه تلمبه ذخیره ای (pump storage) یا پمپاژی نوع خاصی از نیرو گاه آبی می باشد که در آن، آب پمپاژ شده برای تامین منبع انرژی نسبت به آب جریان طبیعی رودخانه نقش بیشتری را ایفا می کند.

دیدگاه اصلی در طرح این پروژه ها عبارت است از : ذخیره انرژی تولید شده توسط انواع نیروگاه ها و استفاده از این انرژی در پیک مصرف برق.

در واقع ذخیره برق کار بسیار پر هزینه ایست و همچنین روش های متداولی برای این کار وجود ندارد . علاوه بر این موضوع میزان مصرف برق در ساعات مختلف شبانه روز متفاوت است و نیروگاه ها که تنها توان تولید ظرفیت مشخصی را دارند مجبور می شوند تا به اندازه پیک مصرف برق ، برق تولید کنند. اما با استفاده از نیروگاه های تلمبه ذخیره ای به نحوی می توان برق را ذخیره کرد.

پس وظیفه این نیروگاه تبدیل  انرژی حرارتی نسبتا کم هزینه ی خارج از پیک مصرف برق، از نیروگاه های هسته ای  ، حرارتی و زغال سنگی به برق گران قیمت در شرایط پیک می باشد. این کار در یک نیرو گاه  تلمبه ذخیره ای  با استفاده از انرژی حرارتی در شرایط غیر پیک برای پمپاژ آب از یک مخزن پایین تر به یک مخزن بالا تر صورت می گیرد. اغلب پروژه های تلمبه ذخیره ای  بر اساس چرخه روزانه یا هفتگی کار می کنند.ž نیرو گاه تلمبه ذخیره ای برای ذخیره انرژی بر اساس فصول می توانند مورد استفاده قرار بگیرند.

تاریخچه

 

 

 اولین بار از سیستم تلمبه ذخیره ای در دهه ۱۸۹۰ در ایتالیا و سوئیس استفاده شد.

در دهه ۱۹۳۰ توربین برق آبی قابل برگشت ساخته و در دسترس قرار گرفت. این توربین ها می توانستند به صورت توربین- ژنراتور و در جهت عکس  به صورت پمپ های مجهز به موتور الکتریکی عمل کنند. آخرین توربین ها در مقیاس بزرگ، فن آوری مهندسی توربین های دارای سرعت متغیر هستند که از راندمان بالاتری برخوردار هستند. این توربین ها همزمان با فرکانس شبکه، برق تولید می کنند و مستقل از فرکانس شبکه به صورت موتور پمپ عمل می کنند.

در سال ۲۰۰۰، ایالات متحده آمریکا دارای ظرفیت تلمبه ذخیره ای به میزان ۵/۱۹ گیگاوات بود که ۵/۲ درصد ظرفیت تولید بار پایه این کشور را به عهده داشت.

در سال ۱۹۹۹، اروپا از مجموع ۱۸۸ گیگاوات نیروی برق آبی ۳۲ گیگاوات ظرفیت تلمبه ذخیره ای داشت که نشان دهنده ۵/۵ درصد مجموع ظرفیت برق در اروپا است

مزایا و معایب استفاده از نیروگاه تلمبه ذخیره ای

 

 

مزایا و معایب استفاده از نیروگاه تلمبه ذخیره ای به شرح زیر می باشد :

مزایا:

1. عدم ایجاد آلودگی

2. ایجاد فضای تفریحی در برخی فصول.

3. آسیب کم بر چشم انداز طبیعت

معایب:

1. پر هزینه بودن طرح

2. پس از اتمام آب مخزن دیگر قابل استفاده نیست مگرآنکه آب را از مخزن پایین دست به بالا دست پمپاژ کنیم.(در واقع یکبار مصرف است)

خصوصیات ساختگاه مطلوب

 

 ساختگاه مطلوب (desirable site) در نیروگاه تلمبه ذخیره ای باید شرایط زیر را دارا باشد:

1. شرایط زمین  باید برای آب بندی مخازن مناسب باشد.

2. تاجایی که امکان دارد باید مقدار بار زیاد باشد.

3. تاجایی که امکان دارد باید طول مجرای آب کوتاه باشد.

4. ساختگاه مخازن باید دارای حداقل عملیات حفاری وحجم خاکریزی باشد.

5. در صورت امکان برای مخزن تحتانی از مخزن موجود استفاده شود.

6. هر دو مخزن باید دارای خصوصیات افت مناسب باشند.

7. ساختگاه باید برای نصب تاسیسات نیروی بزرگ žمناسب باشد.

ž8. ساختگاه باید در فاصله مقولی نزدیک به مراکز بار قرار داشته باشد.

9. باید منبع یا منابع انرژی پمپاژ نسبتا ارزان، دردسترس باشد.

رلة دیستانس

رلة دیستانس یک رلة حفاظتی است که زمان قطع آن تابع مقاومت طول سیم می‌باشد. در اغلب اوقات باید زمان قطع رله تابع محل اتصال کوتاه نسبت به رله باشد و از این جهت باید زمان قطع رله، تابع جهت یعنی از انرژی اتصال کوتاه نیز گردد. لذا هر چه محل اتصالی از رله دورتر باشد، مقاومت ظاهری قطعه سیم بین محل اتصال تا رله بزرگتر شده و در نتیجه مقاومت اهمی و غیر اهمی آن نیز بزرگتر می‌گردد.
عامل مؤثر در لة دیستانس می‌تواند یکی از عوامل : 
1. مقاومت ظاهری ( امپرانس)
2. هدایت ظاهری ( ادمیتانس) 
3. مقاومت اهمی ( دزیستانس)
4. هدایت اهمی ( کندوکتانس) 
5. مقاومت غیراهمی ( راکتانس)
6. امپدانس اختلاط 
7. هدایت غیراهمی ( سوسپتانس ) باشد.

IGBT چیست ؟

IGBT چیست ؟

IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده)یک نیمه هادی جدید و کاملاً صنعتی است که از ترکیب دو نوع ترانزیستور BJT و MOSFET ساخته شده است بطوریکه از دید ورودی شما یک ترانزیستور MOSFET را می بینید و از نظر خروجی یک BJT . BJTها وMOSFETها دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل می کنند.BJTها در حالت روشن (وصل) دارای تلفات هدایت کمتری هستند در حالیکه زمان سوئیچینگ آنها به خصوص در زمان خاموش شدن طولانی تر است.





MOSFETها قادرند که به مراتب سزیعتر قطع و وصل کنند لیکن تلفات هدایت آنها بیشتر است . IGBT یک ترانزیستوری است که مزایایBGTوMOSFETراباهم دارد مثل : *امپدانس ورودی بالا مثل MOSFET که باعث می شود که با انرژی کمی به حالت وصل سوئیچ می گردد.



* افت ولتاژ و تلفات کم مانندBJT *نظیر BJTها دارای ولتاژ حالت روشن(وصل )کوچکی است به عنوان مثال در وسیله ی با مقدار نامی 1000V ولتاژ حالت وصل(Von )در حدود 2 الی 3 ولت است. اسامی پایه ها هم از روی همان اسامی قبلی انتخاب شده G ازMOSFET و E , CازترانزیستورهایBJT.در نتیجه با این ترکیب ساده شما المانی را استفاده میکنید که دارای امپدانس بالای گیت و قابلیت تحمل ولتاژ بالا است.سرعت سوییچ کردن این نوع دارای محدودیت بوده بطور نمونه KHz 1 الی 50KHz که در کل بین دو نوع BJT و MOSFET قرار میگیرد. وبه خاطر امپدانس ورودی بسیار بالایی که دارد بسیار حساس می باشد و بیشتر در کوره های القایی برای تقویت دامنه ولتاژ استفاده می شود،ودر کل مورد استفاده این نوع ترانزیستورها بیشتر برای راه اندازی المانهای توان بالا می باشد.مهمترین و تقریباً تنها کارایی IGBT سوئیچینگ جریانهای بالا می باشد. IGBT ترانزیستور سریعی در عملکرد است زمان قطع و وصل در آن در حدود 1 میکروثانیه می باشد. چون که زمان بازیابی در این ترانزیستور خیلی کم است در نتیجه این ترانزیستور در فرکانسهای بالا عملکرد مناسبی دارد.

ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق‌شده یا IGBT (کوتاه‌شده Insulated gate bipolar transistor) جز نیمه هادی قدرت بوده و در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود که در دستگاه های جدید برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده میشود. این سوئیچ برق در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروهای برقی، قطار، یخچال ها، تردمیل، دستگاه های تهویه مطبوع و حتی سیستم های استریو و تقویت کننده هااستفاده میشود. همچنین در ساخت انواع اینورترها،ترانس های جوش و UPS کاربرد دارد.

تریستور

این قطعه (تریستور)  به عنوان کلید به کار میرود. کلیدی که حرکت مکانیکی ندارد درنتیجه عمر آن طولانی تر است.
تریستور دارای سه پایه به نامهای (آندa) (کاتدk) و (گیتg) میباشد.
پایه های آند وکاتد در واقع دو سر یک کلید هستند و پایه ی گیت هم نقش شستی کلید را دارد که با زدن آن جریان الکتریکی قطع و وصل می شود.تریستور فقط از یک سو میتواند جریان الکتریکی را هدایت کند. یعنی آند همیشه باید به طرف مثبت وکاتد به طرف منفی باشد.
باید به این نکته توجه کرد که اگر تریستور در ولتاژ AC به کار برده شود فقط نیم سیکل را عبور میدهد.این قطعه در واقع کلیدی است که فقط در جریان DC دقیقآ مثل کلید معمولی عمل میکند و در جریان های AC مثل کلید معمولی عمل نمیکند.
اگر پایه ی گیت را با یک مقا ومت یک لحظه به پایه ی آند وصل کنیم تریستور مثل کلید بسته عمل میکند (روشن می شود) و بعد از جدا کردن پایه ی گیت از مقاومتی که طرف دیگر آن به آند خورده بود تریستور همچنان روشن خواهد ماند.
تریستور یک قطعه چهار لایه P-N-P-N است که مطابق شکل دارای پایه سومی به نام گیت
می باشد. یک تریستور 2000V‌ ، 300A بطور نمونه دارای یک برش سیلیکونی به قطر mm 30
و ضخامت 0.7mm است
تریستور را در این شرایط می توان به صورت اتصال سری سه دیود در نظر گرفت که مانع هدایت جریان در هر دو جهت می شوند . مشخصه معکوس یعنی حالتی که کاتود ، مثبت است ، تا زمانی که ولتاژ اعمال شده از ولتاژ شکست پیوند کنترل مرکزی بیشتر نشود ، فقط جریان نشتی عبور خواهد کرد . ولتاژهای شکست مستقیم و معکوس از نظر اندازه مساوی هستند . چون در حالت انسداد معکوس تقریباً همه ولتاژ روی پیوند P-N آنود ظاهر می شود ، پیوند P-N کاتود در ولتاژی حدود10V‌می شکند . هنگامی در جهت مستقیم شکست اتفاق می افتد ،‌ جریان لایه مرکزی P توسط الکترون های کاتود خنثی می شود و قطعه مانند یک دیود در حال رسانایی عمل می کند که دارای دو پیوند با افت ولتاژ مستقیم دو برابر یک دیود است . برای این که تریستور به حالت روشن رفته و در آن حالت باقی بماند ،‌ جریان آنود باید به سطح جریان تثبیت کننده برسد و از جریان نگهدارنده کمتر نشود . معمولاً جریان نگهدارنده است ،‌اما هر دو جریان نگهدارنده کمتر نشود . معمولاً جریان تثبیت کننده دو برابر جریان نگهدارنده است ، اما هر دو جریان مقدار کمی دارند و کمتر از یک درصد مقدار نامی در بار کامل می باشند  . تریستور (SCR)چیست؟
این قطعه (تریستور)  به عنوان کلید به کار میرود. کلیدی که حرکت مکانیکی ندارد درنتیجه عمر آن طولانی تر است.
تریستور دارای سه پایه به نامهای (آندa) (کاتدk) و (گیتg) میباشد.
پایه های آند وکاتد در واقع دو سر یک کلید هستند و پایه ی گیت هم نقش شستی کلید را دارد که با زدن آن جریان الکتریکی قطع و وصل می شود.تریستور فقط از یک سو میتواند جریان الکتریکی را هدایت کند. یعنی آند همیشه باید به طرف مثبت وکاتد به طرف منفی باشد.

لودسل

تعریف لودسل

 

در لغت به معنای سلول وزن،‌ وزن سنج یا حسگر بار است. لودسل یا Load Cell یک نوع حسـگر الکترونیکی برای اندازه گیری

وزن و نـیرو است که در سیـستم های تـوزین مورد استـفاده قـرار می گیرد . این محـصول تغـییرات وزن را بر اساس تغییر ولتاژ

براساس وزن بار وارده حس کـرده و آن را به نـشان دهنده الکتـرونیـکی یا اندیکاتور منتـقل می نماید . هر کدام  از این انواع با

کلاس های مختلفی تقـسیم می شود . هر لـودسل دارای مشخصاتی نـظیر کلاس ارائه شده می باشد ، کلاس هر لودسل

بیانگر موارد مختلفی از جمله دقت، ظرفیت و تعدد قسمت های تقسیم شده بر حسب استاندارد است.

لودسل های مـرغوب و دقیـق دارای استـاندارد OIML جـهانی می باشـند که این اسـتاندارد مـبین کیـفیت و دقت ساخت این

محصول است . بنابر این عملیات سنجش وزن بوسیله لودسل هایی که فاقد این استاندارد باشند قابل اطمینان نخواهد بود .

 

چند نمونه لودسل فشاری

 

پارامـترهای مـهمی در شـناسایی و مقـایسه قابـلیـت های یک لـودسل وجـود دارد کـه از آن جـمله می تـوان به : حد ایـمـن بـار

الکتریکی، حداکثر بار ایمن(مکانیکی)، محدوده دمای صحیح شده، گستره درجه حرارت کاری، گستره درجه حرارت انبار، گستره

ولتاژ ورودی تحریک، حداقل مقدار قابل اندازه گیری، مقاومت اهمی ورودی ،مقاومت اهمی خروجی و... اشاره نمود .

 

مکانیزم عملکرد لودسل :

مکانیـسم عمـلکرد لودسل بر اساس تغـییرات طول ناشی از وارد شدن بار می باشد که سبب تغییر خروجی آن می شود. این

وسـیله فشار وارده از سوی جسم و مـوارد مورد نظر را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند و این امکان را به وجود می آورد که

لودسل به وسیله آن وزن دقیق مواد را بدست آورد .

 

انواع لودسل :

 

با توجه به کاربردی که دارند به انواع مختلفی تقسیم می شوند:

 

- لودسل فشاری Compression

- لودسل خمشی Shear Beam

- لودسل تک پایه Single point

- لودسل کششی S-Type

دانلود کتاب میکرو کنترلر های AVR علی کاهه

AVR

خانواده‌ یکی از گونه‌های ریزکنترل‌گر هایی است که شرکت اتملl، روانه بازار الکترونیک کرده است این ریزکنترل‌گرهای هشت بیتی به دلیل قابلیت برنامه نویسی توسط کامپایلر زبان‌های برنامه نویسی سطح بالا، بسیار مورد توجه قرار می‌گیرند. این ریزکنترل‌گرها از معماری RISC برخوردار اند و شرکت اتمل کوشیده با استفاده از معماری پیشرفته و دستورات بهینه، حجم کد تولید شده را کم و سرعت اجرای برنامه را بالا ببرد. یکی از مشخصات این نوع ریزکنترل‌گرها دارا بودن ۳۲ ثبات همه منظوره است. همچنین در این ریزکنترل‌گرها، از حافظه‌های کم مصرف و غیر فرار FLASH و EEPROM استفاده می‌شود.

کامپایلرهایی به زبان BASIC و C (که زبان‌هایی پرکاربرد در دنیا اند) برای این نوع ریزکنترل‌گرها طراحی شده است و علاوه بر این زبان اسمبلی را نیز همچنان می‌توان برای برنامه نویسی به کار برد. به عنوان مثال کامپایلر BASCOM با زبان BASIC برای برنامه نویسی این نوع از ریزکنترل‌گرها می‌تواند به کار رود. همچنین نرم‌افزار CodeVision، برای برنامه نویسی به زبان C ( سازگار با این ریزکنترل‌گرها) بسیار رایج است.

بسکام BASCOM نرم‌افزاری است برای برنامه نویسی و طراحی مدارات الکترونیکی بر اساس میکروکنترلرها با استفاده از زبان برنامه نویسی بیسیک که توسط مارک آلبرتز برنامه نویسی و توسعه داده می شود.
با این نرم‌افزار می توان با استفاده از IC های خانواده AVR و MCS-8051 مدارات پیشرفته و قابل انعطاف ایجاد کرد. غیر از این نرم‌افزار، نرم‌افزارهای دیگری نیز برای برنامه نویسی این آی سی‌ها وجود دارد که البته با توجه به قدرت، آسانی و انعطاف پذیری فوق العاده این نرم‌افزار مخصوصاً در سطح آماتوری بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

کتاب میکروکنترلر های AVR علی کاهه این کتاب برای شروع کار با میکرو کنترلر های AVR و همچنین آشنایی با ابزارهای جانبی و تکنیک های ارتباط دهی آنها بسیار مناسب است و مرجعی شناخته شده در زمینه معرفی و آموزش برنامه نویسی میکروکنترلرهای AVR می باشد.  این کتاب شامل :

• سخت افزار
• نرم افزار
• ارتباط دهی
• و برنامه نویسی با کامپایلر ‌Bascom AVR است.

 به علاوه این کتاب برای کامپایلر Bascom است، که برنامه نویسی با آن بسیار ساده است. ضمنا این کتاب شامل پروژه های جالبی با AVR است که می تواند بسیار مفید باشد.

دانلود کتاب

سنسور ها

حسگر یا سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. در واقع آن یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه گیری می کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می نماید.

سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک و رباتیک باشد.

سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شود

دانلود فایل
حجم: 2.5 مگابایت

اصلاح ضریب قدرت

اصلاح ضریب توان (به انگلیسی: Power factor correction)‏ که با عبارت PFC نمایش داده می‌شود، فرآیند تعدیل ضریب توان از مقادیر کوچکتر از ۱ به مقادیر نزدیک ۱ است. این فرآیند ممکن است در طول انتقال انرژی الکتریکی و در پست‌ها تغییر ولتاژ انجام شود چراکه به این ترتیب راندمان تبدیل ولتاژ بالا می‌رود. این فرآیند همچنین در مراکز مصرف به ویژه واحدهای صنعتی نیز مرسوم است چراکه به این ترتیب گذشته از کاهش هزینه‌ها مربوط به تهیه انرژی الکتریکی هزینه‌های مربوط به انتخاب کابل و تجهیزات تغذیه نیز کاهش می‌یابد.

به طور کلی ضریب توان بالاتر در انتقال و تولید انرژی الکتریکی مناسب‌تر است چراکه در این صورت تلفات مربوط به انتقال و تولید کاهش می‌یابد و به این ترتیب هزینه‌های مربوط به تولید و انتقال نیز کاهش می‌یابند.

دانلود فایل
حجم: 127 کیلوبایت

منابع ‌آینده انرژی

تلاش برای دستیابی به منابع جدید تولید انرژی به یک حرکت جهانی تبدیل شده است. در این میان ایده‌های عجیب زیادی نیز مطرح می‌شوند که شاید هیچ‌گاه به واقعیت نپیوندند، اما اگر هر یک از آنها درست از آب در آیند به جرأت می‌توان گفت امنیت تولید انرژی تا حد چشمگیری بهبود پیدا می‌کند.

اگر سری به آزمایشگاه‌های پیشرفته سراسر جهان بزنیم شمار زیادی از دانشمندان را می‌بینیم که روی این مقوله کار می‌کنند. تلاش آنها از ارزش و اهمیت بالایی برخوردار است و استقبال خوبی در محافل علمی سراسر جهان از آنها می‌شود. با این حال تاکنون اتفاق چندان خبرسازی روی نداده است. آنچه در این میان از اهمیت خاصی برخوردار است لزوم ارائه ابتکار عمل‌ها و خلاقیت‌هایی است که بازی پر فراز و نشیب تولید انرژی به روش‌های نو را به سرانجامی مناسب برسانند. برخی از این ایده‌ها در نوع خود بسیار خیالپردازانه و دور از دسترس به نظر می‌رسند.

ماهواره‌هایی که پرتوهای خورشیدی را به سمت زمین منعکس می‌کنند یا توربین‌های بادی معلق در آسمان که در ارتفاع زیادی از سطح زمین پرواز می‌کنند، به گردش در می‌آیند و الکتریسیته تولید می‌کنند از جمله این ایده‌های رویایی به شمار می‌آیند.

گیرنده‌های جدید خورشیدی IBM قادر به جذب 2000 برابری انرژی خورشید هستند

در آینده‌ای نه چندان دور نفت و گاز آنچنان نایاب و گران خواهند شد که همه ما به ناچار باید به منابع تجدید پذیر انرژی روی آوریم. به همین خاطر است که در مغرب زمین تلاش برای بالا بردن کارایی چنین سامانه‌های تأمین انرژی به طور جدی دنبال می‌شود. در همین راستا مهندسان شرکت IBM موفق شده‌اند، گیرنده‌‌های خورشیدی ویژه‌ای را طراحی کنند که هر کدام از چیپ‌های آن قادر به متمرکز نمودن انرژی خورشید تا 2000 برابر نسبت به نمونه‌های معمولی هستند و جالب اینکه بر خلاف نمونه‌های پیشین بابت این همه انرژی متمرکز شده، آسیبی به دستگاه وارد نخواهد شد.