آزمایشگاه‌ سامانه‌های هیبریدی انرژی (ریزشبکه‌ها)

اطلاعات کلی

با تغییر نگرش جامعه بشری در انقلاب صنعتی پنجم (عصر انرژی) از تولید متمرکز انرژی به تولید پراکنده و میکروگریدها (ریزشبکه‌ها)، نیاز به پژوهش در توسعه سامانه‌های هیبریدی انرژی الکتریکی و ریزشبکه‌ها در تامین انرژی مصرفی روزبه‌روز بیش‌تر می‌شود. بدین جهت، آزمایشگاه سامانه‌های هیبریدی انرژی (ریزشبکه‌ها) با تکیه بر منابع اولیه تجدیدپذیر در لابراتوار مهندسی انرژی‌ راه‌اندازی شده است. سه هدف اساسی در توسعه پایدار کشور برای این آزمایشگاه درنظر گرفته شده است. هدف اول پژوهش در توسعه ریزشبکه‌های ایستگاهی و ثابت (Stationary Micro Grid)، هدف دوم انجام پژوهش در کاربرد خودروهای برقی (Electric Hybrid Vehicle-EHV) و هدف سوم توسعه پژوهش در ریزشبکه‌های شهری (Urban ‌‌Microgrids) است.

این آزمایشگاه آمادگی همکاری و ارایه داده‌های تجربی به مراکز دانشگاهی و پژوهشی را دارد.
  • سامانه هیبریدی خورشیدی-بادی با ظرفیت نامی ۲/۵ کیلووات و ظرفیت ذخیره‌سازی ۱۰ کیلووات‌ساعت
  • ثبت‌کننده داده متمرکز
  • دو سامانه خورشیدی فتوولتاییک جدا از شبکه هیبریدی
  • بار الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی
  • اسیلوسکوپ‌های دیجیتال 
  • منبع تغذیه قابل برنامه‌ریزی
  • انواع مولتی‌مترهای رومیزی و پرتابل
  • سامانه‌های د اده‌برداری اقلیمی

کتاب‌ها:

پتنت‌ها:

  1.  

مقاله‌های ISI:

  •  

سایر مقالات:

  •  

چارت اعضای آزمایشگاه

تیم‌های پژوهشی

جهت توسعه پژوهش در سامانه‌های هیبریدی انرژی الکتریکی به‌صورت متصل به شبکه و منفصل از شبکه، تیم سامانه‌های هیبریدی ثابت در این آزمایشگاه سازمان‌دهی شده است. پژوهش‌های کاربردی در این زمینه با درنظرگرفتن شرایط اقلیمی کشور انجام می‌گیرد.

خودروهای الکتریکی به‌عنوان نسل آینده خودروها، در آینده نزدیک جای‌گزین انواع خودروهای درون‌سوز  خواهند شد. از این رو، پژوهش‌های کاربردی در زمینه خودروهای الکتریکی و تامین انرژی موردنیاز آنها جایگاه ویژه‌ای در محافل علمی و پژوهشی داخلی و خارجی پیدا کرده است. بدین جهت، تیم سامانه‌های هیبریدی خودرویی در این آزمایشگاه سازمان‌دهی شده است.

امروزه تامین پایدار انرژی شهری از دو نوع حرارتی و الکتریکی با رعایت مباحث زیست‌محیطی از دغدغه‌های اصلی مردم و مدیران شهری می‌باشد. از سویی دیگر، در مقررات و ضوابط کشور در زمینه تامین انرژی شهری تاکنون سکوت شده است. تیم پژوهشی ریزشبکه‌های شهری در این آزمایشگاه جهت ارایه روش‌های نوین عملیاتی در زمینه تامین پایدار انرژی شهری بر اساس ضوابط و مقررات مورد نیاز و با استفاده از ریزشبکه‌های هیبریدشده از منابع اولیه انرژی پاک و تجدیدپذیر تشکیل شده است. این تیم با تمرکز در روش‌های کاهش آلودگی‌های شهری ناشی از مصرف منابع اولیه انرژی‌های سنتی بر پژوهش هدف‌مند در این زمینه همت گماشته است.

پروژه‌های آزمایشگاه

با سرمایه‌گزاری شرکت دانش‌بنیان مهندسی استا و لابراتوار مهندسی انرژی‌، برنامه‌ریزی طراحی نمونه اولیه EHS1 آغاز گردیده است. این سامانه هیبریدی شامل دو منبع تولید انرژی (سیستم فتوولتاییک و ژنراتور الکتریکی)، سیستم ذخیره‌ساز انرژی الکتریکی (باتری خورشیدی) و سامانه‌های کنترلی موردنیاز می‌باشد.

برنامه‌ریزی طراحی و ساخت دو نمونه سامانه خورشیدی فتوولتاییک منفصل از شبکه و هیبریدشده با باتری به‌عنوان ذخیره‌ساز در این آزمایشگاه در تعامل با آزمایشگاه سامانه‌های خورشیدی انجام گرفته است. در نمونه اول از پنل منوکریستالی سیلیکونی و در نمونه دوم از پنل پلی‌کریستالی سیلیکونی استفاده شده است. پس از نصب این دو سامانه در لابراتوار مهندسی انرژی‌، امکان پژوهش در عمل‌کرد و کارایی سیستم‌های منفصل از شبکه فتوولتاییک با استفاده از پنل‌های متفاوت در اقلیم تهران به‌صورت عملی ممکن شده است. 

با همکاری لابراتوار مهندسی انرژی‌ و معاونت فنی و عمرانی شهرداری تهران، پل گیشا پس از اجرای زیرگذر تبدیل به نمادی جهت استفاده از انرژی مدرن و پاک در شهر تهران خواهد شد. در این طرح، تعداد ۱۰ ایده از ایده‌های عملیاتی شده در لابراتوار مهندسی انرژی‌ به‌صورت طرحی عملیاتی درآمده تا در مرحله بعد در ساختار جدید پل گیشا اجرا گردد.

یکی دیگر از پروژه‌های تیم ریزشبکه‌های شهری آزمایشگاه، تحلیل و بررسی سامانه روشنایی پارک پردیسان تهران برپایه سامانه‌های خورشیدی فتوولتاییک بوده است.

با سرمایه‌گزاری شرکت دانش‌بنیان مهندسی استا و لابراتوار مهندسی انرژی‌، طراحی مفهومی سامانه‌ استاپاک انجام گرفته است. در این سامانه، با مکش هوای آلوده توسط فن‌های مکنده در نقاط تعیین‌شده شهری اقدام به فیلتراسیون این آلودگی‌ها می‌شود. با تفکیک آلودگی‌ها، توسط ریفرمرها کربن، هیدروژن و اکسیژن جداسازی شده و آلودگی‌های غیرمفید جمع‌آوری می‌گردد. از کربن و هیدروژن در سامانه پیل سوختی به‌عنوان منبع اولیه انرژی استفاده می‌شود. اکسیژن و هوای پاک باقی‌مانده توسط فن‌های دمنده به نقاط تعیین‌شده شهری تزریق می‌شوند. در این سامانه از دیگر منابع تولید و ذخیره انرژی بر پایه منابع اولیه تجدیدپذیر می‌توان استفاده کرد. بخشی از برق تولیدی قابل‌تزریق به شبکه برق نیز می‌باشد.

با سرمایه‌گزاری شرکت دانش‌بنیان مهندسی استا و لابراتوار مهندسی انرژی‌، طراحی مقدماتی سامانه مدیریت انرژی خودروهای برقی برپایه هیدروژن انجام گرفته است. در این سامانه، تامین بار خودرویی توسط پیل سوختی هیدروژنی به‌عنوان منبع اصلی انرژی و ترکیب ابرخازن و باتری به‌عنوان منبع ثانویه انرژی (‌ESS) از طریق تکنیک فلتنس کنترل می‌گردد. تقسیم انرژی در حالت گذرا بین باتری و ابرخازن توسط کنترل منطق فازی انجام می‌گیرد.