Συντάχθηκε 08-07-2014 14:42
από Vasiliki Grigoraki
Email συντάκτη: vgrigoraki<στο>tuc.gr
Ενημερώθηκε:
-
Κύρια: υπάλληλος ΗΜΜΥ.
Άλλες ιδιότητες: Unknown -#-@ΗΜΜΥ
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρονικών Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Ρωμαΐδη Γιώργη-Ορφέα
με θέμα
Μέθοδος κινούμενων παραθύρων με αλγόριθμο επανάληψης αξιών για αποτελεσματική ηλιακή ιχνηλασία
Moving windows value iteration for effective solar tracking
Πέμπτη 10 Ιουλίου 2014, 13:00 μ.μ.
Αίθουσα 137.Π39, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Επίκουρος Καθηγητής Γεώργιος Χαλκιαδάκης (επιβλέπων)
Επίκουρος Καθηγητής Ευτύχιος Κουτρούλης
Αναπληρωτής Καθηγητής Μιχαήλ Λαγουδάκης
Περίληψη
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα με ηλιακούς ιχνηλάτες (solar trackers) έχουν γίνει σημαντικό τμήμα της βιομηχανίας ενέργειας με το πέρασμα των χρόνων. Τα πλέον αποδοτικά συστήματα είναι αυτά των 2 αξόνων που ακολουθούν την κίνηση του ήλιου σε κάθετο και οριζόντιο επίπεδο, σύμφωνα με κάποια αστρονομική συνάρτηση. Στην παρούσα διπλωματική παρουσιάζουμε διάφορες παραλλαγές μιας μεθόδου δυναμικού προγραμματισμού για να υπολογίσουμε τη βέλτιστη στρατηγική κίνησης ενός συγκεκριμένου ηλιακού ιχνηλάτη. Για αυτό το σκοπό, πρωτίστως ενσωματώνουμε με κατάλληλο τρόπο στο μοντέλο μας τα φυσικά χαρακτηριστικά ενός εμπορικά διαθέσιμου συστήματος. Στη συνέχεια διαλέγουμε ένα συνδυασμό συγκεκριμένων ημερομηνιών του έτους και καιρικών συνθηκών, πραγματικών και "κατασκευασμένων", για να χρησιμοποιηθεί ως σύνολο δεδομένων προς πειραματισμό. Ο προτεινόμενος αλγόριθμος αντιμετωπίζει το πρόβλημα της κίνησης του συστήματος ως ένα πρόβλημα λήψης διαδοχικών αποφάσεων για βέλτιστο έλεγχο. Μοντελοποιήσαμε το πρόβλημά μας ως μια
Μαρκωβιανή Διαδικασία Απόφασης, και για την προσεγγιστική επίλυσή του εφαρμόσαμε τον αλγόριθμο επανάληψης αξιών, με μια τροποποίηση που περιλαμβάνει τη χρήση προεπισκόπησης k-βημάτων πάνω σε παράθυρα στο χώρο καταστάσεων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προτεινόμενη μέθοδος επιδεικνύει σταθερά καλύτερη απόδοση από αυτήν ενός τυπικού συστήματος ηλιακού ιχνηλάτη δύο αξόνων.
Abstract
Solar trackers have recently become an important asset in energy production industry. The most efficient type is dual axis trackers that follow sun’s movement in horizontal and vertical level based on an astronomical equation. In this thesis we present several variants of a dynamic programming method to calculate the optimal solar tracking strategy of a given tracker.
To this end, we first make sure that we appropriately incorporate the physical characteristics of a commercially available PV system in our model. Then we choose a combination of specific dates and weather data, both historic and artificial, to use as datasets for experimentation over typical weather patterns. Our proposed algorithm addresses the problem of system’s positioning as a sequential decision making problem for optimal control. We use a Markov Decision Process (MDP) representation and apply value iteration (VI) with a k-step look ahead functionality over reduced state-space windows, to approximate an optimal solution. The results show that the performance of our approach clearly outperforms that of a
typical dual axis tracker.
