پروژه انرژی های تجدید پذیرو جایگاه آن در تامین الکتریسیته

در حال حاضر انرژی برق در دنیا به مقدار زیادی بر ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی تکیه دارد. سوخت های فسیلی تجدید ناپذیرند، آنها بر منابع محدود که رفته رفته به پایان می رسند، بسیار گران می شوند و بطور محیطی خسارات زیادی برای بازیافت خواهند داشت، بنا شده اند.

در مقابل تجدید پذیر انرژی مانند باد و انرژی خورشیدی، پیوسته جایگزین می شود و هیچ گاه به پایان نمی رسند. اغلب انرژی های تجدید پذیر به دو صورت مستقیم یا غیر مستقیم از خورشید ناشی می شوند.

نور خورشید یا همان انرژی خورشیدی، می تواند برای گرم کردن و روشنایی خانه ها و سایر ساختمان ها، برای تولید الکتریسیته، برای آب گرم کردن، سرد کردن های خورشیدی و انواع کاربردهای اقتصادی و صنعتی مستقیماً استفاده شود.

همچنین گرمای خوشید موجب وزش باد می شود؛ همان انرژی ایی که توسط توربین های بادی گرفته می شود؛ سپس بادها و گرمای خورشید باعث تبخیر آب می شوند. وقتی این بخار آب به باران یا برف تبدیل می شود و از سرازیرها به رودخانه ها و مسیرهای آب هدایت می شود، انرژی آن می تواند گرفته شده و از توان هیدرو الکتریکی آن استفاده شود.

عناصر شبکه‌های برق

از اوایل دهه‌ی هفتاد مفهوم ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی به شکل مغناطیسی مورد توجه قرار گرفت. با ظهور تکنولژی ابر رسانایی، کاربردهای گوناگونی برای این پدیده فیزیکی مطرح شد. از معروف ترین این کاربردها می‌توان به SMES اشاره کرد. در SMES  انرژی در یک سیم‌پیچ با اندوکتاس بزرگ که از ابر رسانا ساخته شده است، ذخیره می‌شود. ویژگی ابر رسانایی سیم‌پیچ موجب می‌شود که راندمان رفت و برگشت فرایند ذخیره انرژی بالا و در حدود  95% باشد. ویژگی راندمان بالای SMES آن را از سایر تکنیکهای ذخیره انرژی متمایز می کند. همچنین از آنجایی که در این تکنیک انرژی از صورت الکتریکی به صورت مغناطیسی و یا برعکس تبدیل می‌شود، SMES دارای پاسخ دینامیکی سریع می‌باشد. بنابراین می‌تواند در جهت بهبود عملکرد دینامیکی نیز بکار رود. معمولاً واحدهای ابر رسانایی ذخیره‌سازی انرژی را به دو گونه ظرفیت بالا (MWh 500) جهت ترازسازی منحنی مصرف، و ظرفیت پایین(چندین مگا ژول) به منظور افزایش میرایی نوسانات و بهبود پایداری سیستم می‌سازند.

بطور خلاصه مهم‌ترین قابلیت  SMESجداسازی و استقلال تولید از مصرف است که این امر مزایای متعددی از قبیل بهره‌برداری اقتصادی، بهبود عملکرد دینامیکی و کاهش آلودگی را به دنبال دارد.

ابررسانایی

در سال 1908 وقتی کمرلینگ اونز هلندی در دانشگاه لیدن موفق به تولید هلیوم مایع گردید حاصل شد که با استفاده از آن توانست به درجه حرارت حدود یک درجه کلوین برسد.

یکی از اولین بررسی‌هایی که اونز با این درجه حرارت پایین قابل دسترسی انجام داد مطالعه تغییرات مقاومت الکتریکی فلزات بر حسب درجه حرارت بود. چندین سال قبل از آن معلوم شده بود که مقاومت فلزات وقتی دمای آن‌ها به پایین‌تر از دمای اتاق برسد کاهش پیدا می‌کند. اما معلوم نبود که اگر درجه حرارت تا حدود کلوین تنزل یابد  مقاومت تا چه حد کاهش پیدا می‌کند.  آقای اونز که با پلاتینیم کار می‌کرد متوجه شد که مقاومت نمونه سرد تا یک مقدار کم کاهش پیدا می‌کرد که این کاهش به خلوص نمونه بستگی داشت. در آن زمان خالص‌ترین فلز قابل دسترس جیوه بود و در تلاش برای بدست آوردن رفتار فلز خیلی خالص اونز مقاومت جیوه خالص را اندازه گرفت. او متوجه شد که در درجه حرارت خیلی پایین مقاومت جیوه تا حد غیرقابل اندازه‌گیری کاهش پیدا می‌کند که البته این موضوع زیاد شگفت‌انگیز نبود اما نحوه از بین رفتن مقاومت غیر منتظره می‌نمود. موقعی که درجه حرارت به سمت صفر تنزل داده می‌شود به‌جای این‌که مقاومت به آرامی کاهش یابد در درجه حرارت 4 کلوین ناگهان افت می‌کرد و پایین‌تر از این درجه حرارت جیوه هیچ‌گونه مقاومتی از خود نشان نمی‌داد. همچنین این گذار ناگهانی به حالت بی‌مقاومتی فقط مربوط به خواص فلزات نمی‌شد و حتی اگر جیوه ناخالص بود اتفاق می‌افتاد.آقای اونز قبول کرد که پایین‌تر از 4 کلوین جیوه به یک حالت دیگری از خواص الکتریکی که کاملاً با حالت شناخته شده قبلی متفاوت بود 

پروژه آنتن و شبکه های بیسیم

2_1: تاریخچه:

از آغاز تمدن بشری مخابرات اهمیت اساسی را برای جوامع انسانها داشته است. که در مراحل ابتدایی مخابرات توسط امواج صوتی از طریق صدا صورت گرفت. و سپس در مسافت طولانی تر از ابزارهای مخابراتی نوری که از قسمت مرئی طیف الکترومغناطیسی است، استفاده شده و تنها در تاریخ اخیر بشر است که طیف الکترومغناطیسی خارج از ناحیه مرئی برای ارتباطات راه دور از طریق امواج رادیویی به کار برده شده است.

 آنتن رادیویی یک قطعه اساسی در هر سیستم رادیویی می باشد. یک آنتن رادیویی یک ابزاری است که امکان تشعشع یا دریافت امواج رادیویی را فراهم می سازد.

همانطوری که می دانیم یکی از بزرگترین منابع انسان طیف الکترومغناطیسی است و آنتن ها دراستفاده ازاین منبع طبیعی نقش اساسی را ایفا کرده اند.حال تاریخچه مختصری از تکنولوژی آنتن ها و بعضی از کاربردهای آنها در زیر ارائه می شود:

مبنای نظریه آنتن ها بر معادلات ماکسول استوار است. جیمزکلارک ماکسول (1831-1897) در سال 1864 در حضور انجمن سلطنتی انگلستان نظریه خود را مبنی بر اینکه نور و امواج الکترو مغناطیسی پدیده های فیزیکی یکسانی هستند ارائه داد.فیزیکدان آلمانی هاینریش هرتز ( 1857- 1897) در سال 1886 توانست صدق ادعا و پیش بینی ماکسول را مبنی بر اینکه کنش ها و پدیده های الکترو مغناطیسی می توانند در هوا منتشر شوند را نشان دهد و همچنین وی آنتن های دو قطبی و حلقوی و نیز آنتن های سهموی استوانه ای پیچیده ای را که دارای دو قطبی هایی در امتداد خط کانونی شان بودندرا بعنوان تغذیه ساخت.مهندس برق ایتالیایی( گوگلیمو مارکونی ) فیزیک استوانه سهمی میکروویودر طول موج 23 سانتی متر را برای انتقال اولیه اش ساخت، ولی کارهای بعدیش برای حصول برد مخابراتی بهتر در طول موج های بلندتر بود. برای اولین بار در مخابرات رادیویی در ماورای اقیانوس اطلس در سال 1901، آنتن فرستنده شامل یک فرستنده جرقه ای بود که بین زمین و یک سیستم شامل 50 عدد سیم قائم متصل می شود.فیزیکدان انگلیسی «الکساندر پوپوف » ( 1959-1905) نیز اهمیت کشف امواج رادیویی را درسال1897برای ارسال یک سیگنال از کشتی به ساحل درمسافت 3 مایل نشان داد. در هر حال این مارکونی بود که رادیوی تجارتی را توسعه داده و می توان او را پدر رادیوی آماتور دانست.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                              صفحه

پیشگفتار                                                                                               1

فصل اول                                                                                                                    3

طرح تحقیق                                                                                                                 3

تاریخچه مختصری در باره ی موضوع تحقیق                                                        4

اهمیت انجام تحقیق                                                                                  6

اهداف کلی تحقیق                                                                                    6

هدف های ویژه  تحقیق                                                                               6

روش انجام تحقیق                                                                                     7

فصل دوم                                                                                             8

مبانی آنتن انواع و پارامترهای آن                                                                  8

2_1: تاریخچه                                                                                         9

2_2: انواع آنتن ها از نظر کاربرد                                                                             11

الف) آنتن هرتز                                                                                        11

ب) آنتن مارکنی                                                                                       11

پ) آنتن شلاقی                                                                                                 12

ت ) آنتن لوزی ( روبیک)                                                                             12

ث) آنتن V معکوس                                                                                  12

ج) آنتن ماکروویو                                                                                      13

چ) آنتن آستینی                                                                                                16

ح) آنتن حلزونی                                                                                       16

ذ) آنتن های آرایه ای ARRAY ANTENNA                                               17

2-3 : پارامترهای آنتن                                                                               18

نمودار پرتو افکنی آنتن ها                                                                            18

دستگاه مختصات نمایش نمودار پرتو افکنی                                                         18

نمودار پرتو افکنی سه بعدی و دو بعدی                                                             19

نمودار پرتو افکنی درفضای آزاد و در مجاورت زمین                                               22

نمودار پرتو افکنی آنتن فرستنده و گیرنده                                                                   22

جهت دهندگی آنتن ها                                                                               23

پهنای شعاع و پهنای شعاع نیم توان                                                                 23

شعاع های فرعی آنتن ها                                                                                       24

مقاومت پرتو افکنی  آنتن                                                                                      25

امپدانس ورودی آنتن                                                                                 25

سطح موثر یا سطح گیرنده آنتن ها                                                                  26

طول موثر آنتن                                                                                        27

پهنای نوار فرکانس آنتن ها                                                                           27

پلاریزاسیون آنتن ها                                                                                  28

پلاریزاسیون خطی                                                                                     29

پلاریزاسیون دایره ای                                                                                           30                                                                                                           

پلاریزاسیون بیضوی                                                                                   30

ساختمان مکانیکی آنتن ها                                                                           31

اندازه آنتن                                                                                             31

نصب آنتن ها                                                                                          31

خطوط انتقال و موج برها برای تغذیه آنتن ها                                                      32

رسانا  و نارساناهای مورد استفاده در ساختن آنتن ها                                              33

محافظت آنتن در برابر عوامل جوی                                                                  34

فصل سوم                                                                                                                  35

شبکه های کامپیوتری شبکه های بی سیم                                                       35

2-1:سخت افزار شبکه                                                                                36

2-1-1: شبکه های ﭘخشی(broadcast network)                                           37

2-1-2: شبکه های همتا به همتا (peer-to-peer network)                               37

2-1-3:شبکه های شخصی (personal area network)                                              37

2-1-4:شبکه های محلی (local area network)                                             37

2-1-5:شبکة شهری(Mtropolitan  Area Network)                                              39

2-1-6:شبکة گسترده (Wide Area Network)                                             39

2-1-7:شبکة بی سیم (wireless network)                                                  41

2-1-8:شبکة شبکه ها (internetwork)                                                                 42

2-2: نرم افزار شبکه                                                                                  42

2-2-1:لایة فیزیکی (Physical layer)                                                                   46

2-2-2: زیر لایة نظارت بر دسترسی به رسانة انتقال ( MAC)                                 46

2-2-3:لایة شبکه                                                                                     47

2-2-4:لایة انتقال(Transport layer)                                                                   47

2-2-5:لایة کاربرد (Application layer)                                                      47

2-3: شبکه های محلی بی سیم (802.11)                                                       48

2-3-1: ﭘشتة ﭘروتکل 802.11                                                                     49

2-3-2: لایة فیزیکی در 802.11                                                                            49

شبکه و نیروگاههای فشار قوی

امروزه یکی از مهمترین دغدغه های جوامع پیشرفته، تامین صحیح انرژی الکتریکی برای مصرف کنندگان است. کارایی بهینه صنایع و ماشین آلات، صنعت حمل و نقل، خدمات پزشکی و بیمارستانی، عملکرد صحیح لوازم خانگی و به طور اجتناب ناپذیری با توزیع درست و بدون وقفه انرژی الکتریکی در ارتباط است.

یک سیستم قدرت بهینه که تشکیل شده از تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، باید در عین ارایه حداکثر کیفیت و ایمنی، از لحاظ اقتصادی نیز توجیه پذیر باشد.

به هر حال هنوز بروز اختلال و قطعی گاه و بیگاه در یک سیستم قدرت، اجتناب ناپذیر است. هدف نهایی تمام متولیان صنعت برق، جلوگیری از بروز اختلالات ناشی از تجهیزات بکار رفته در شبکه ، کاهش زمان قطعی ها، رفع سریع اشکالات سیستم و برقراری مجرد جریان برق است . در این زمینه راهکارهای متفاوتی ارایه می شود.

 شناسایی نقاط معیوب و علت بروز خطاهای مکرر، استفاده از تجهیزات الکتریکی مدرن و به روز ، برنامه ریزی صحیح در هنگام توسعه سیستم قدرت و اتوماسیون شبکه های توزیع از جمله روشهای بهبود کیفیت توزیع انرژی الکتریکی و عرضه آن به مصرف کنندگان است.

 در این نوشتار سعی شد که با ارایه یک راه حل ساده و در عین حال اقتصادی، شمای کلی از یک شبکه توزیع انرژی الکتریکی مجهز به سیستم اتوماسیون به خواننده ارایه شود.

اتوماسیون شبکه توزیع

سیستم شعاعی، یکی از ساده ترین و عمومی ترین انواع پیکربندی در شبکه های توزیع

است. این سیستم شامل فیدرها و مدارات شعاعی مجزاست که از پستهای برق، منشعب می شوند. پیکره اصلی این سیستم از کلیدهای قدرت (دژنکتور) و کلیدهای قابل قطع زیربار(سکسیونر) تشکیل شده است.

در زمان وقوع خطا در یک خط، دژنکتور مربوط به همان فیدر باز و خط مزبور بی برق خواهد شد.در صورتی که خطا زودگذر نباشد و بعد از بسته شدن اتوماتیک خط، سیستم به حالت اولیه بازنگردد، لازم است که تا رفع کامل عیب، قسمت معیوب از شبکه جدا (ایزوله) شود تا بتوان سایر قسمتهای سالم خط را برق دار کرد.

اجرای مراحل فوق به دو صورت امکان پذیر است. در روش سنتی و معمول، یافتن محل خطا، جداسازی (ایزولاسیون) قسمت معیوب، رفع عیب و بازگرداندن سیستم به حالت اولیه تماما به وسیله نیروی انسانی، انجام می شود.

ولی در صورت استفاده از روشهای نوین اتوماسیون در شبکه های توزیع، تنها رفع عیب قسمت معیوب، نیاز به استفاده از نیروی انسانی خواهد داشت و سایر مراحل به صورت خودکار و بدون دخالت فرد یا افراد متخصص و با کمترین زمان انجام می شود.

عملکرد یک سیستم اتوماسیون به این شرح است:

نظارت بر عملکرد شبکه وکنترل تجهیزات الکتریکی اصلی در هر لحظه از زمان
عملکرد کنترل از راه دور تمام تجهیزات (امواج رادیویی یا خطوط ارتباطی)
جست و جو برای بازیابی خطا و جداسازی قسمت معیوب به صورت خودکار
برق دار کردن مجدد قسمتهای سالم تا زمان رفع کامل خطا از قسمت معیوب
ذخیره تمام اطلاعات شبکه با هدف تجزیه و تحلیل عملکردارسال اطلاعات شبکه به مرکز کنترل

تجهیزات اتوماسیون

در یک سیستم اتوماسیون توزیع، وضعیت کلیدها )دژنکتورها و سکسیونر ها) و همچنین وضعیت تجهیزات حفاظتی خط، به عنوان اطلاعات پایه محسوب می شود.

 یک سیستم میکروپروسسوری هوشمند، وظیفه جمع آوری، آنالیز و ارسال اطلاعات و دستورات لازم به مرکز کنترل و نیز تجهیزات الکتریکی تحت فرمان را بر عهده دارد.

سیستم فوق شامل باتری پشتیبان، تجهیزات مخابره اطلاعات (به صورت رادیویی و یا به وسیله خطوط ارتباطی)، عملکرد موتوری برای قطع و وصل کلید (سکسیونر )، تجهیزات حفاظت در برابر اضافه ولتاژ و رله های کنترلی، است.

 تمام این مجموع در داخل یک تابلو جایگذاری می شود و با توجه به درجه حفاظت مورد نیاز می توان تابلو مربوط را بر روی تیرهای شبکه توزیع، متصل کرد. وظیفه این سیستم هوشمند میکروپروسسوری به این شرح خلاصه می شود:

بررسی مقادیر و جریان شبکه

بازیابی خطای اضافه جریان و زمین و ارسال علایمتشخیص حالت شبکه در زمان بسته شدن خودکار کلیدها بعد از وقوع خطاکنترل سیستم عملکرد موتوری سکسیونر ها
قطع خودکار سیستم کنترل در حالت قطع ولتاژ تغذیهارسال اطلاعات مربوط به وصعیت کلیدها، وضعیت باتری پشتیبان و … به مرکز کنترلهمزمانی ارسال اطلاعات قابلیت تبادل اطلاعات با مرکز کنترل و سازگاری با کامپیوتر مرکز کنترل

قابلیت Self-tetin

تجهیزات الکتریکی مربوط به اتوماسیون شبکه توزیع در یک فیدر تشکیل شده از:

سکسیونر قابل قطع زیر بار مجهز به مکانیزم عملکرد موتوری

ترانس جریان

ترانس ولتاژ

پروژه نیروگاه توس

پیش گفتارامروزه در کلیه نیروگاههای بخاری ونیروگاههای سیکل ترکیبی کنترل سطح درام ازاهمیت ویژه ای برخوردارمی باشدازاین رو نصب وسایل ودستگاههای مهم ودقیق ضروری می باشد.درنیروگاههابرای کنترل سطح تانکها،سیستم های مختلفی درنظرگرفته می‌شود ویکی‌از تانکهای موجود درنیروگاه که کنترل سطح آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است، «درام» می باشد. چون این تانک تحت فشار و درجه حرارت‌بالا می‌باشد،به این جهت کنترل والوهایی درنظرگرفته میشود که باتوجه به اطلاعات وارده سطح درام را کنترل میکند ولی باتوجه به تجربه نشان داده شده است که درمقادیربسیارکم آب تغذیه، کنترل سطح درام با کنترل والوی بزرگ بسیارمشکل است بنابراین جهت کنترل بهترسطح درام درتناژکم ازوالوکنترلی کوچکتراستفاده می‌شود.درتناژ معمولی کنترل والو 100% اصلی درمداراست ولی درصورت بروز نقص روی این کنترل  والو، نیازمبرم به کنترل والوی میباشد که واحدرا از تریپ حتمی نجات دهد وآن کنترل والو100% رزرو می باشد که سیستم آن موتوری‌بوده ومی‌تواند درزمانهای اضطراری جایگزین کنترل والو اصلی شود.بنابراین جهت کنترل بهتر سطح درام درمسیرآب تغذیه ازسه مسیر30%  ، 100% اصلی و100% رزرو استفاده می شود.لازم به ذکراست که اختلاف فشار دوطرف کنترل والو که به  معروف است ومعادل 5/7‌آتمسفر می باشد، بایستی کنترل گردد که این اختلاف فشاربرای پاسخگویی بهترسیستم جهت جبران لحظه ای تناژآب برای سطح درام می باشد.اساساً هدف اصلی ازسیستم کنترل آب تغذیه این است که مقدار آب ورودی به بویلر باتوجه به مقداربخارمصرفی تامین گردد وفلوی آب تغذیه(ورودی به بویلر) طوری تنظیم شود که درهربار و هرشرایط واحد، سطح دریک حد مشخص قرار گیرد و کنترل‌سطح درام ازاین نظر حائزاهمیت است که سطح درام  برروی درجه‌حرارت بویلر تاثیرمستقیم می گذارد، به طورمثال اگرسطح درام پایین بیفتد در درام حجم بیشتری بخارخواهیم داشت که در نهایت درجه حرارت بالا  می رود و بالعکس.
تئوریهای علمی شغل مورد تصدِیشرح سیستم آب تغذیه نیروگاه توسسیستم آب تغذیه اصلی دردیاگرام MAS-E4-120 مشخص شده است.این سیستم برای آب تغذیه اصلی منظورشده که ازفیدواترتانک تااکونومایزر بویلر به این نام شناخته می شودسیستم آب تغذیه دارای وظایف زیر می باشد:- گرم کردن وهواگیری تقطیرات اصلی درداخل تانک اصلی «فیدواترتانک»  و دی‌اریتور RL01B010 توسط بخاربرداشتی شماره سه ازتوربین فشارمتوسط (ازخطRH30) انجام می شود.- آب اصلی جهت بویلرتوسط پمپ های اصلی سیکل (RL11/12/13D010) که ازفیدواترتانک تغذیه شده  و به درام بویلرمنتقل می شود، ضمن اینکه کمترین درجه‌حرارت آب ورودی به درام  135 درجه سانتی گرادمیباشد.- گرم کردن آب تغذیه سیکل توسط هیترهای فشار قوی شماره4و5(RL20B010/20) صورت می گیرد.- کنترل سطح درام دربویلر اصلی بوسیله کنترل والو30%(RL31S004) درطول زمان راه‌اندازی بطور دقیق انجام می شود.- تغذیه آب مورد نیاز آبزن های سوپرهیت(NA60/NA20) و ریهیت(NE21/NE22).- تغذیه آب تزریقی مورد نیاز برای بای‌پاس فشارقوی(RA20S010) درمواقع راه‌اندازی، تریپ توربین و یا زمانی که فشارخط کلدریهیت ازفشار طراحی آن(SETPOINT) افزایش یابد.- انتقال تقطیرات از هیتر شماره 4 به تانک تغذیه اصلی توسط خط (R P10/15Z010).- درهنگامی که بخاربرای بویلر کمکی ازواحدی گرفته شده باشدازطریق کلدریهیت پس ازمصرف تقطیرات آن ازطریق خط (0 RC70Z010) به تانک تغذیه همان واحد برگشت می کند.- گرم کردن هوای ورودی به بویلرتوسط بخارزیرکش ازتوربین ویا کلدریهیت دربالاتر از25% بارانجام می گیرد، تقطیرات این بخاروارد                               RECEPTION TANK(RK46B010) شده وازآنجا وارد تانک تغذیه اصلی از طریق خط (RK47Z020).(نقشهMAS-E4-120) می گردد.«تجهیزات سیستم آب تغذیه اصلی»1- تانک تغذیه اصلی(RL01B010)2- پمپ های آب تغذیه اصلی60%*3(RL11/12/13D010)3- هیترفشارقوی شماره 44- هیترفشارقوی شماره 55- کنترل والونئوماتیکی 100%(RL32S004)6- کنترل والونئوماتیکی30%(RL31S004)7- والوموتوری 100%(RL33S004)