16578

ارزيابي سيستم هاي كنترل توان در توربين هاي محور عمودي با پره مارپيچي (Helical)

1402

ابوالفضل احمدي

سيد مجتبي ميرحسيني

با توجه به محدوديت‌هاي رو به رشد در منابع انرژي و نياز به استفاده از فناوري‌هاي پاك و پايدار، تأمين انرژي از منابع تجديدپذير به يكي از اولويت‌هاي اصلي كشورهاي مختلف تبديل شده است. يكي از مهم‌ترين اين فناوري‌ها، بهره‌گيري از انرژي باد از طريق توربين‌هاي بادي است كه به عنوان راهكاري مؤثر براي توليد برق پاك شناخته مي‌شود. توربين‌هاي بادي به دو نوع اصلي محور افقي (HAWT) و محور عمودي (VAWT) تقسيم مي‌شوند. هر يك از اين دو نوع توربين داراي ويژگي‌ها و كاربردهاي خاص خود هستند و برتري آن‌ها تحت شرايط خاص متفاوت است. در اين پژوهش، تمركز بر روي توربين‌هاي بادي محور عمودي با پره‌هاي مارپيچي (Helical) است. هدف اصلي، مطالعه و ارزيابي سيستم‌هاي كنترل توان در اين نوع توربين‌ها به منظور افزايش كارايي و بهينه‌سازي توليد توان است. در ابتدا، مقايسه‌اي ميان توربين‌هاي محور افقي و عمودي انجام شده و سپس تكنيك‌هاي مختلف كنترل مانند كنترل زاويه پره، كنترل گشتاور و سيستم‌هاي كنترل چندمتغيره مورد بررسي قرار گرفته‌اند. در اين راستا، از مدل‌هاي توربولانسي مختلف نظير k-ε، k-ω(SST)، LES و مدل تركيبي RANS-LES براي شبيه‌سازي و تحليل دقيق جريان‌هاي آيروديناميكي استفاده شده است. اين پژوهش همچنين تأثير پارامترهايي مانند زاويه هليكس و سرعت باد بر عملكرد توربين‌هاي بادي هليكال را با استفاده از شبيه‌سازي‌هاي عددي و مدل DMST مورد بررسي قرار داده است. نتايج نشان مي‌دهند كه مديريت بهتر توربولانس و بهينه‌سازي زاويه هليكس مي‌تواند منجر به بهبود قابل توجهي در عملكرد و بازدهي اين توربين‌ها شود. در نهايت، راهكارهاي بهبود عملكرد اين نوع توربين‌ها با هدف افزايش توليد انرژي باد و كاهش نوسانات بارهاي وارد بر تيغه‌ها مورد ارزيابي قرار گرفته است.

10/22/2024 12:00:00 AM

88985

1404/09/30