درخت حوزه‌های تخصصی

تحلیل آیرودینامیکی برج توربین باد تحت نیروی دینامیکی تراست یکی از مراحل مهم در طراحی برج توربین باد است که عموما با استفاده از روش اجزاء محدود انجام می گیرد. روش اجزاء محدود اگرچه از دقت بالایی برخوردار است اما بسته به مدل سازی فونداسیون و مدل سازی تغییرات نیروی محوری، می تواند حجم محاسبات را به شکل قابل توجهی افزایش دهد. در این مقاله برای کاهش حجم محاسبات و افزایش سرعت تحلیل، بجای استفاده از روش اجزاء محدود، از روش ماتریس انتقال استفاده می شود. برای این منظور، فونداسیون توربین باد با استفاده از مدل CS، مدل سازی شده و روابط مورد نیاز جهت تعیین پاسخ نیروی تراست استخراج می شود. سپس در چندین مطالعه موردی نتایج حاصل از روش ماتریس انتقال با نتایج حاصل از روش تحلیلی و داده های تجربی مورد مقایسه قرا می گیرد که علیرغم هزینه محاسباتی اندک، توافق خوبی را با نتایج فوق نشان می دهد.

کمبود سوخت های فسیلی، بحران جهانی نفت و همچنین افزایش آگاهی های زیست محیطی، پذیرش عمومی از نیروگاه های سنتی را در کشورهای درحال توسعه کاهش داده است. در این تحقیق برای حمایت از تصمیم گیرندگان، جهت انتخاب بهترین جایگزین برای نیروگاه های سنتی با سوخت تجدیدپذیر روشی ارائه می شود که در آن به بررسی جنبه های اقتصادی، زیست محیطی، اجتماعی و فنی برای احداث نیروگاه های با سوخت های تجدیدپذیر می پردازد. روش مذکور رویکردی ترکیبی از ابزارهای روش منطق دیجیتال بهبودیافته و روش تاپسیس فازی است که به ارزیابی نیروگاه های مختلف و شناسایی بهترین نیروگاه با توجه به معیارهای فنی و اهداف توسعه پایدار می پردازد.برای درک بهتر روش پیشنهادی، یک مطالعه موردی در ایران که با وابستگی شدید اقتصادی به نفت دارد، مطرح می شود و در آن پنج نیروگاه تولید برق با توجه به ظرفیت های کشور، مورد بررسی و اولویت بندی قرار می گیرند که نیروگاه برق آبی بالاترین رتبه را با توجه به اهداف فنی و توسعه پایدار کسب می کند.

یکی از مهمترین چالش هایی که بهره برداران سیستم قدرت و متولیان بازار برق با آن درگیر هستند، کاهش اثر عدم قطعیت توان باد در بازار رقابتی است. در این پژوهش به کمک مدل مشارکت یکپارچه نیروگاه های بادی و تلمبه ذخیره ای در تسویه بازار انرژی و رزرو جنبه های مختلف هزینه های بهره برداری مقایسه شده است. همچنین نقش نیروگاه تلمبه ذخیره ای به عنوان ذخیره ساز در افزایش نفوذ توان باد در شبکه قدرت برررسی شده است. به علاوه، کاهش هزینه های بهره برداری، کاهش نیاز به ذخیره های چرخان و غیرچرخان در بهره برداری مشترک باد و ذخیره ساز اشاره شده است. جهت سادگی مسأله سیستم مورد آزمایش سه باسه، با حضور یک واحد تلمبه ذخیره ای و یک واحد بادی در طول دوره شبیه سازی 4 ساعت در نظر گرفته شده است.

برای استحصال حداکثر توان از باد در سیستم تبدیل انرژی بادی و به علت طبیعت غیرخطی این سیستم، بکارگیری سیستم ردیاب نقطه ی حداکثر توان امری ضروری است. این سیستم کنترلی، نقطه کار توربین بادی را به گونه ایی تعیین می-کند که سرعت رتور در نقطه بهینه خود قرار گیرد و توربین ماکزیمم توان بیشینه را تولید کند. تکنیکهای مختلف زیادی جهت ردیابی نقطه ی حداکثر توان در سیستم بادی استفاده شده اند، که بیشتر این روشها بر اساس منحنی حداکثر توان توربین بادی و پروفایل سرعت باد کار می کنند. در این مقاله، استراتژی جدید ردیابی نقطه-ی حداکثر توان برای سیستم بادی سرعت متغیر با ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم ارائه شده است. این استراتژی پیشنهادی بر اساس منطق فازی کار می کند و مستقل از مشخصات توربین و ژنراتور می باشد. این سیستم کنترلی جهت کاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان سیستم، فاقد هرگونه حسگر مکانیکی می باشد. ردیاب MPPT با کنترل مناسب مبدل DC/DC بوست به ازای سرعتهای مختلف باد، سیستم را وادار به عملکرد در نقطه ی حداکثر توان می نماید.