بررسی چیدمان توربین های کیلوواتی در میان توربین های مگاواتی جهت افزایش توان تولیدی مزرعه بادی به کمک یک مدل تحلیلی | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| دوره 20، شماره 70، پاییز 1401، صفحه 161-177 اصل مقاله (2.01 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مکانیک | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2022.26911.2260 | ||
| نویسندگان | ||
| پیمان اسد ایوبی1؛ محمد افتخاری یزدی* 1؛ ایرج هرسینی2 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد تهران مرکزی، تهران، ایران | ||
| 2گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد کرج، کرج، ایران | ||
| چکیده | ||
| روش‌های بهره‌برداری حداکثری از پتانسیل‌های مزارع بادی را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: بهینهسازی چیدمان توربین‌ها و استفاده از توربین‌های بادی با ارتفاع هاب متفاوت. بهینهسازی چیدمان توربین‌ها در مزارع عموماً با استفاده از الگوریتم‌های بهینهسازی انجام می‌شود. از معایب این الگوریتم‌ها عدم امکان ارائۀ یک جواب مشخص به عنوان بهینه‌ترین جواب است. در این پژوهش، با استفاده از یک مدل تحلیلی برای توزیع سه بعدی سرعت جریان باد در ناحیۀ ویک و با در نظر گرفتن برهمکنش چند ویک روی یکدیگر، مدلی جهت تخمین توان تولیدی توربین‌ها در مزارع ارائه شده است. با ادغام این مدل با مدل هزینه‌های جانمایی توربین‌ها، تابعی برای چیدمان بهینۀ توربین‌ها ارائه شده است. با محاسبۀ این تابع برای حالت‌های مختلف چیدمان توربین‌ها در مزارع بادی، چیدمان بهینۀ توربین‌ها قابل محاسبه است. در پژوهش حاضر، محاسبۀ چیدمان بهینه توربین‌ها با استفاده از یک کد در نرم افزار متلب انجام شده است. با شبکه‌بندی فضای حل و با در نظر گرفتن حداقل فاصلۀ بهینه جانمایی توربین‌ها از بعد اقتصادی و انرژی تولید شده، مقدار تابع بهینۀ چیدمان توربین‌ها برای حالت های مختلف چیدمان محاسبه شده است. در انتها، چیدمان توربین‌های کیلوواتی میان توربین‌های مگاواتیِ مزرعۀ بادی Horns Rev برای افزایش توان تولیدی این مزرعه مدلسازی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده از چیدمان بهینه (به ازای 15 توربین) و حداکثری (به ازای 26 توربین) توربین‌های کیلوواتی، توان تولیدی مزرعه به ترتیب 7% (226/3 مگاوات) با راندمان 70/35% و 35/9 % (712/4 مگاوات) با راندمان 06/34% افزایش یافته است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| انرژی های تجدید پذیر؛ بهینه سازی چیدمان توربین های بادی؛ مدلسازی تحلیلی؛ افزایش توان تولیدی مزرعه بادی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,203 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 582 |
||
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شماره‌ها | 726 |
| تعداد مقالات | 10,506 |
| تعداد مشاهده مقاله | 73,609,627 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 65,116,944 |