فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

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.