Μελέτη, Ανάλυση, Προσομοίωση Υβριδικού Συστήματος Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Διαχείρισης Ηλεκτρικής Ισχύος Για Μη Επανδρωμένα Αεροσκάφη (uav)

Abstract

Η παρούσα εργασία έχει ως αντικείμενο τη μελέτη, ανάλυση και προσομοίωση υβριδικού συστήματος ανανεώσιμων πηγών ηλεκτρικής ενέργειας σε μη επανδρωμένα αεροσκάφη (uav), σε περιβάλλον Matlab/Simulink. Συγκεκριμένα, αναφερόμαστε στην προσομοίωση ενός dc μικροδικτύου, τροφοδοτούμενο από ΑΠΕ, ικανό να ανταπεξέλθει στις ενεργειακές απαιτήσεις πτήσεως ενός μη επανδρωμένου αεροσκάφους μικρού μεγέθους.Κύριοι στοχοι ενός τέτοιου τύπου αεροσκάφους είναι η μείωση εκπομπών ρύπων, η βελτιωμένη αυτονομία καθώς και η αθόρυβη λειτουργία κατά την πτήση. Με βάση τα παραπάνω, τα ακόλουθα δύο σενάρια αναφοράς, επιλέχθηκαν προς προσομοίωση. Στο σενάριο ένα εξετάζουμε την παράλληλη χρήση ενός ηλεκτρικού συσσωρευτή με ένα σύνολο φωτοβολταϊκών στοιχείων, ενώ στο δεύτερο σενάριο τα φωτοβολταϊκά αντικαθίστανται από μία συστοιχία κυψελών καυσίμου.Στο πρώτο μέρος της εργασίας, που περιλαμβάνει τα κεφάλαια 1 έως 5, παρέχεται το θεωρητικό υπόβαθρο σχετικά με τις πηγές τροφοδοσίας που πραναφέρθηκαν, καθώς και μία σύντομη αναφορά στη χρήση των uav. Αναλυτικότερα, στα κεφάλαια 2 έως 4 παρουσιάζονται οι βασικές πληροφορίες σχετικά με τις κυψέλες καυσίμου, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία και τις μπαταρίες αντίστοιχα, ενώ το κεφάλαιο 1 αναφέρεται στα μη επανδρωμένα αεροσκάφη και τα συστήματα πρόωσης αυτών. Το κεφάλαιο 5 αφορά αποκλειστικά τα dc μικροδίκτυα.Στη συνέχεια ακολουθεί το κύριο μέρος της παρούσας εργασίας, που απαρτίζεται από τα κεφάλαια 6, 7 και 8. Στο κεφάλαιο 6 παρουσιάζεται αναλυτικά ο υπολογισμός των ενεργειακών απαιτήσεων πτήσης του αεροσκάφους ενώ στο κεφάλαιο 7 παρουσιάζεται η μοντελοποίηση του συνολικού συστήματος για τα δύο σενάρια προσομοίωσης σε περιβάλλον Matlab/Simulink. Ακολούθως, στο κεφάλαιο 8 παρουσιάζονται τα τελικά αποτελέσματα της μελέτης, τα συμπεράσματα που προέκυψαν καθώς και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.