Proposed Model For Arc-flash Incident Energy In Photovoltaic Dc Systems

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

In the light of recent global expansion of solar photovoltaic (PV) arrays, and its corresponding Direct Current (DC) installations, the risk of DC arc flash on photovoltaic plants has raised a safety preoccupation. It is necessary to develop a realistic and precise criterion to evaluate the arc flash levels in DC equipment which combines several solar photovoltaic circuits with considerable fault current available. Electrical safety standards committees are currently tackling arc flash in many different DC systems. They encourage industry professionals to participate in the development and refinement of various models that need to be vetted and verified to ensure that they are applicable and accurate. Alternate Current (AC) arc flash risk analyses are getting more and more well known. However, the risks of DC arc flash particularly those resulting from photovoltaic arrays, are less well understood. In contrast to arc flash of AC systems, few research and industry standards have quantified the risk associated with DC arc flash on photovoltaic systems. Much of the recent literature and empirical studies indicated that the models available in the industry for the incident energy evaluation of DC arc flash lack accuracy when applied for photovoltaic plants and improvement is required. This work is an attempt to contribute toward the aforementioned model development. A magnetohydrodynamic (MHD) is applied in this thesis to perform arc flash simulation for photovoltaic arrays. The MHD simulation is performed through Ansys® software, ANSYS Fluent®, for fluid mechanic equations in conjunction with Ansys® Maxwell® for electromagnetic equations. The simulated model, configuration and photovoltaic array built to emulate the testing setup of two cases out of the recently published test results by Electric Power Research Institute (EPRI). The physical aspects of electric arcs in photovoltaic systems are presented in this thesis. Then, the DC electric model of the magnetohydrodynamic (MHD) method is described in this thesis. The author lays forth the assumptions, computational and the necessary simulation scenarios to fully comprehend the MHD model. The empirical model which has been proposed by EPRI for incident energy calculation on photovoltaic arrays is compared to the resultant MHD simulation results and compared to some other available industry models. MHD simulation results are concluded to reasonably accurate for the simulated cases. For arc flash calculations, IEEE and NFPA want to launch arc testing and create a standard photovoltaic model. The MHD simulation technique proposed in this study has been found to be relevant for future standardized model development and may contribute to an IEEE or NFPA initiative aiming to build a theoretical and/or empirical combination photovoltaic arc model.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

fd7a3e62-68c4-4a34-9765-2b72df5e3c86

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

847946_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

نموذج مقترح لحساب طاقة القوس الكھربائي للتیار المستمر في أنظمة الخلایا الشمسیة الكھروضوئیة

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Mohammad Mustafa AlMuhaini","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"محمد الحسن محمد سالم","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

Proposed Model For Arc-flash Incident Energy In Photovoltaic Dc Systems

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

ضوء التوسع العالمي الأخیر لمجموعات الخلایا الشمسیة الكھروضوئیة وتركیبات للتیار المستمر المصاحبة لھا، فقد ازدادتالمخاوف المتعلقة بالقوس الكھربائي للتیار المستمر. وبالتالي یصبح من الضروري تطویر معیار واقعي ودقیق لتقییم مستویاتالقوس الكھربائي في معدات التیار المستمر التي تجمع بین العدید من الدوائر الكھروضوئیة .في الوقت الحاضر تعمل العدید من لجان معاییر السلامة العالمیة على تطویر نموذج لحساب القوس الكھربائي في العدید منأنظمة التیار المستمر المختلفة. كما یدعون المھنیین والباحثین في ھذا المجال على المشاركة في تطویر وتحسین النماذجالمتوفرة لمراجعتھا والتحقق منھا لضمان أنھا قابلة للتطبیق وتحقق الدقة المطلوبة.بالرغم من أن نماذج حساب القوس الكھربائي للتیار المتردد أكثر شھرة ومفھومة بشكل أوسع، فإن القوس الكھربائي للتیارالمستمر لا سیما تلك الناتجة عن مجموعات الخلایا الشمسیة، لا تزال غیر مفھومة بشكل جید ولم تحظ بالقدر الكافي من البحث.وعلى عكس البحوث المتعلقة بالقوس الكھربائي في أنظمة التیار المتردد، تعتبر البحوث المرتبطة بالقوس الكھربائي للتیارالمستمر لأنظمة الخلایا الشمسیة شحیحة ونادرة. كما تشیر الكثیر من البحوث والدراسات التجریبیة الحدیثة إلى أن النماذجالمتاحة لتقییم طاقة القوس للتیار المستمر لا تتمتع بالدقة اللازمة عند تطبیقھا على محطات الطاقة الشمسیة وأنھا تتطلب مزیدامن التحسین.ھذه الرسالة محاولة للمساھمة في تطویر نموذج لتقییم وحساب طاقة القوس الكھربائي للتیار المستمر. استخدمتالھیدرودینامیكیة المغناطیسیةّ في ھذه الرسالة لمحاكاة القوس الكھربائي في مجموعات الخلایا الشمسیة.. Ansys تم تنفیذ محاكاة الھیدرودینامیكیة المغناطیسیةّ من خلال برنامجلحل معادلات الكھرومغناطیسیة. Ansys Maxwell لدینامیكا الموائع بالتزامن مع Ansys Fluent استخدمتم تقدیم وبناء النموذج المحاكي لمجموعة الخلایا الشمسیة لحالتین من الاختبار المنشورة مؤخرًا من قبل معھد بحوث الطاقةكما تمت مناقشة الجوانب الفیزیائیة للقوس الكھربائي في أنظمة الخلایا الشمسیة في ھذه الرسالة، مع .(EPRI) الكھربائیةالأخذ في الاعتبار الافتراضات وسیناریوھات المحاكاة اللازمة لفھم النموذج الھیدرودینامیكیة المغناطیسیةّ بشكل كامل. تمتلحساب طاقة القوس بنتائج المحاكاة (EPRI) مقارنة النموذج التجریبي الذي اقترحھ معھد بحوث الطاقة الكھربائیةالھیدرودینامیكیة المغناطیسیةّ ومقارنتھا ببعض النماذج المتاحة الأخرى.لخصت ھذه الرسالة منھجیة لمحاكاة وتقیم القوس الكھربائي لتركیبات للتیار المستمر في مجموعات الخلایا الشمسیةالكھروضوئیة باستخدام الھیدرودینامیكیة المغناطیسیةّ. كما خلصت ھذه الرسالة على ان المنھجیة المقترحة دقیقة بشكل معقولأو جمعیة الحمایة من الحرائق الوطنیة (IEEE) وبأن استخدامھا یمكن أن یسھم في مبادرة معھد المھندسین الكھربائیینالتي تھدف إلى إنشاء نموذج قیاسي لتقیم طاقة القوس الكھربائي لتركیبات للتیار المستمر في مجموعات الخلایا (NFPA)الشمسیة الكھروضوئیة.

إشراف وإعداد

الإشراف

Mohammad Mustafa AlMuhaini

الإعداد

محمد الحسن محمد سالم

الاقتباسات الببليوغرافية