بهینه سازی نیروگاه های فرا ساحلی: مقایسه بررسی چیدمان های منظم و نامنظم توربین های بادی
نویسندگان
1 گروه عمران و محیط زیست، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 گروه عمران و محیط زیست، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
3 گروه عمران و محیط زیست، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
doi
چکیده
زمینه و هدف چیدمان توربینهای بادی در مزارع، به صورت منظم یا نامنظم، تأثیر قابل توجهی بر بازدهی کلی سیستم دارد. علیرغم اهمیت این موضوع، تفاوتهای عملکردی بین این دو نوع چیدمان تاکنون به طور کامل شناخته نشده است. برای اتخاذ تصمیمات آگاهانه در طراحی مزارع بادی جدید، ضروری است که مزایا و معایب هر یک از این دو نوع چیدمان به دقت بررسی و مقایسه شوند. از جمله مهمترین شاخصهای عملکردی یک مزرعه بادی میتوان به طرحهای بهینهشده و الگوریتمهای طراحی مورد استفاده اشاره کرد که نقش تعیینکنندهای در چیدمان نهایی توربینها ایفا میکنند. روش بررسی: تأثیر چیدمان منظم و نامنظم مزرعه بادی بر شاخصهای عملکرد انتخابی از طریق یک مطالعه موردی مقایسه ای انجام شده. عملکرد هر دو طرح مزرعه بادی منظم و نامنظم بر اساس سه گروه شاخصهای عملکرد که شامل توان تولید شده، خستگی برج ناشی از گردابه، سیستم کابل کشی بین آرایه ای ارزیابی گردید. يافتهها : عملکرد مزرعه بادی منظم و نامنظم بر اساس شاخص عملکرد توان تولید شده، خستگی برج ناشی از اثر گردابه و سیستم کابلکشی به ترتیب به صورت زیر میباشد: در مزرعه بادی نامنظم تولید انرژی سالانه بالاتر و پایداری بیشتری نسبت به جهت باد دارا میباشد. این ویژگی میتواند به طور غیرمستقیم منجر به کاهش هزینه عدم تعادل در بازار برق شود. پایداری بیشتری نسبت به جهت باد به این معنی است که توان خروجی نسبت به نوسانات جهت باد حساسیت کمتری دارد. حداکثر آشفتگی موثر در مدل فراندسن در مزارع بادی نامنظم 23.8% بیشتر از مزارع بادی منظم است؛ استفاده از حداقل فاصله بین توربینها برای بهبود اثر منفی بر آشفتگی موثر میتواند منجر به کاهش ۲۰ درصدی هزینه ها شود. برای بهبود عملکرد در طرحهای مزرعه بادی آینده، اجرای الگوهای توربین بادی نامنظم توصیه میشود. و همچنین حداقل فاصله بین توربین ها با توجه به سطوح آشفتگی اضافه شده اثر گردابه در نظر گرفته میشود. بهینه سازی کابلهای بین آرایه ای میتواند هزینه کابل ها در مزارع بادی منظم را تا 1.15% نسبت به مزارع بادی نامنظم افزایش دهد . بحث و نتيجه گيری : در استفاده از الگوریتمهای بهینه سازی الگوهای نامنظم توربین بادی ذاتی میباشد. سه شاخص عملکرد انتخاب شده تا الگوهای منظم و نامنظم با یکدیگر مقایسه شوند. تعیین شاخصهای عملکرد ذکر شده، مستقل از سایت و فنی هستند که توسط یک تحلیل تصمیمگیری چند معیاره شناسایی میشود.
