افزایش انرژی مزارع بادی با تغییر جهت توربین‌ها

07:45 ۷۴ روز و ۳ ساعت پیش ایسنا 477 0
افزایش انرژی مزارع بادی با تغییر جهت توربین‌ها

پژوهشگران دانشگاه "استنفورد" در بررسی جدیدی دریافتند که می‌توان با تغییر جهت توربین‌ها، انرژی مزارع بادی را افزایش داد.

ایسنا

به گزارش ایسنا و به نقل از وب سایت رسمی دانشگاه استنفورد، پژوهشگران با کار کردن روی مزارع بادی دریافتند که دور کردن توربین‌ها تا حد کم، می‌تواند تولید و حتی ذخیره انرژی را افزایش دهد.

هنگامی که یک توربین بادی مستقیماً در معرض باد قرار می‌گیرد، انرژی بیشتری تولید می‌کند اما هنگامی که مجموعه‌ای از توربین‌های یک مزرعه بادی، با باد رو به رو می‌شوند، میزان انرژی کاهش می‌یابد. دور کردن توربین‌ها از باد می‌تواند به بهبود کمیت و کیفیت انرژی مزارع بادی منجر شود و هزینه‌های اجرایی را نیز کاهش دهد.

دکتر "جاندابیری" (John Dabiri)، استاد مهندسی محیط زیست دانشگاه استنفورد و از نویسندگان این پژوهش گفت: ما باید برای رسیدن به اهداف جهانی در تولید انرژیتجدیدپذیر، روشی پیدا کنیم تا انرژی بیشتری از مزارع بادی کنونی ارائه دهیم. تمرکز پژوهش‌های پیشین، بر عملکرد توربین‌های مزارع بادی به صورت انفرادی بود اما ما باید درباره کل یک مزرعه بادی فکر کنیم؛ نه فقط بخشی از آن.

توربین‌ها می‌توانند کارایی ژنراتورهایی که در مسیر باد قرار دارند، تا بیش از ۴۰ درصد افزایش دهند. پژوهشگران پیش از این، از شبیه‌سازی رایانه‌ای استفاده می‌کردند تا نشان دهند که چگونه تغییر جهت دوربین‌ها می‌تواند انرژی حاصل از آنها را افزایش دهد اما نشان دادن این موضوع در یک مزرعه بادی واقعی، همچنین آزمایش و محاسبات لازم برای تعیین بهترین زاویه توربین با چالش‌های بسیاری رو بهروست.

پژوهشگران دانشگاه استنفورد، روش جدیدی برای محاسبه زوایای مطلوب توربین‌ها ابداع کردند. آنها با همکاری یک شرکت فعال در حوزه انرژی‌هایتجدیدپذیرموسوم به "ترنس‌آلتارینیوبلز" (TransAlta Renewables)، محاسبات خود را روی یک مزرعه بادی واقع در کانادا آزمایش کردند. در این آزمایش، خروجی انرژی مزرعه در سرعت پایین باد، تا ۴۷ درصد افزایش یافت که نتیجه آن، به زاویه توربین بستگی داشت.

"مایکلهولند" (Michael Howland)، دانشجوی مهندسی مکانیک دانشگاه استنفورد و از نویسندگان این پژوهش گفت: در این آزمایش، انرژی تولید شده توسط توربین جلو، کمتر از حد انتظار ما بود اما ما دریافتیم که توربین‌هایی که در قسمت‌های عقب‌تر قرار دارند، انرژی بیشتری تولید می‌کنند.

تغییرپذیری

خروجی مزارع بادی موجب می‌شود اداره شبکه توربین‌ها به دو دلیل دشوارتر باشد. یکی از این دلایل، نیاز به تجهیزات تأمین انرژی مانند نیروگاه‌های طبیعی و یا باتری‌های بزرگ و پرهزینه است. بهبود نیرو در این پژوهش جدید، بسیار قابل توجه بود زیرا توربین‌ها معمولاً در معرض حداقل سرعت، متوقف می‌شوند، تولید انرژی را متوقف می‌کنند و موجب می‌شوند مدیران مجموعه، به نیروی پشتیبان نیاز داشته باشند.

دومین مشکل، نیاز به سازگاری دقیق تجهیزات الکتریسیته و استفاده از آنها در یک ناحیه است تا شبکه توربین‌ها مورد اطمینان باشد. آشفتگی هوا موجب می‌شود که محصول نهایی مزرعه بادی در هر دقیقه، متغیر باشد و نتوان از آن برای راه‌اندازی یک ژنراتور گازی استفاده کرد. این مشکل موجب می‌شود که سازگاری عرضه و تقاضا برای اجرای سیستم در کوتاه‌مدت، چالش‌برانگیز باشد. برای این کار، ابزاری وجود دارد اما این ابزار، هزینه بالایی دارند. پژوهشگران استنفورد در این پژوهش تلاش کردند هزینه‌های تولید انرژی را تا ۷۲ درصد کاهش دهند.

افزایش انرژی مزارع بادی با تغییر جهت توربین‌ها

کاهش تغییرپذیری می‌تواند به مالکان مزارع بادی کمک کند تا هزینه‌های اجرایی خود را کاهش دهند. آشفتگی و ناملایم بودن هوا می‌تواند هزینه تعمیر را افزایش دهد. اگرچه زمان زیادی سپری نشد تا آزمایش‌ها اثبات کنند که این روش جدید، فرسودگی توربین‌ها را کاهش می‌دهد اما پژوهشگران باور دارند که این اتفاق قطعاً رخ خواهد داد.

دابیریافزود: نخستین سوال کسانی که در حوزه تأمین انرژی فعال هستند، این است که این روش چگونه بر توربین‌های آنها اثر می‌گذارد و تأثیر بلندمدت آن چه خواهد بود.

مدل‌سازی و تغییرپذیری بلندمدت

پژوهشگران برای محاسبه بهترین زاویه برای توربین‌ها، مدل جدیدی را بر مبنای داده‌های به دست آمده از یک مزرعه بادی ارائه دادند.

"سانجیواله‌له" (Sanjiva Lele)، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه استنفورد و از نویسندگان این پژوهش گفت: طراحی مزارع بادی، معمولاً به داده‌ها و محاسبات بسیاری نیاز دارد. ما به جای این کار، از محاسبات ریاضی استفاده کردیم تا کاربرد و سرعت روش خود را افزایش دهیم.

شاید محاسبات سریع‌تر بتوانند به کاربرد مزارع بادی در سطح گسترده کمک کنند.هولندافزود: ما در مدل خود، از داده‌های به خصوصی استفاده کردیم که از مزارع بادی متفاوتی در مناطق گوناگون جمع‌آوری شده بودند. مزارع بادی متفاوت می‌توانند با استفاده از این مدل، زاویه توربین‌های خود را در شرایط وزش باد تنظیم کنند.

دابیریاضافه کرد: اگر بتوانیم این پژوهش را به صورت موفقیت‌آمیزی پیش ببریم، می‌توانیم راهبرد خود را در مقیاس بزرگ و برای مدت طولانی به کار بگیریم تا انرژی بیشتری را با سرعت بیشتر فراهم کنیم.

این پژوهش، در مجله "Proceedings of the National Academy of Sciences" به چاپ رسید.


گروه های زیر مجموعه علمی دانشگاهی

علم و فناوری ایران
علم و فناوری ایران

آخرین اخبار

ثبت رکورد جدید طناب‌زنی جهان توسط ورزشکار یاسوجی + عکس
‌ناصر احمدی، ورزشکار امدادگر یاسوجی هلال احمر استان کهگیلویه و بویراحمد عصر روز یکشنبه، 25 شهریور ماه با 34 سال سن، با ثبت رکورد جهانی طناب زنی، ۱۶۰۹ متر در حال دویدن را در زمان ۶ دقیقه و۳۰ ثانیه، به نام خود به ثبت رساند.
برگزاری دوره پیشرفته بین المللی مربی بدنساز  با حضور مدرس یوفا
هفتمین دوره پیشرفته بین المللی مربی بدنساز ویژه رشته های ورزشی با حضور مدرس پرتغالی یوفا در تهران برگزار می شود.
شمس: انصاری‌فرد که فوتسال پرسپولیس را منحل کرد، حالا به حرفش عمل کند
سرمربی اسبق تیم ملی فوتسال می‌گوید انصاری‌فرد حالا که مدیرعامل باشگاه پرسپولیس شده تیم فوتسال این باشگاه را راه بیندازد.
از تشویق ایسلندی در ایران تا پرتاب بطری در عربستان
«با جدایی برانکو از پرسپولیس حداقل تا امروز تهران اشک نریخت اما بازنده بزرگ این انتقال، الاهلی و شخص برانکو بودند. از تشویق ایسلندی صد هزار نفری در ورزشگاه آزادی، به پرتاب بطری و سنگ در ورزشگاه مدرن الاهلی فقط در دو ماه... این نزول تاریخی پروفسور همراه با کم‌طاقتی مدیران عربستانی به بار نشست.»
برانکو اخراج از الاهلی را رد کرد
سرمربی کروات الاهلی عربستان هنوز اخراج خود را قبول ندارد و تاکید کرد که از سوی باشگاه اطلاعی به او در این باره داده نشده است.
اپوزیسیون ونزوئلا گفت‌وگو با مادورو را «تمام شده» دانست
اپوزیسیون ونزوئلا اعلام کرد، گفت‌وگوهایی با میانجیگری وزارت خارجه نروژ برای حل و فصل بحران سیاسی این کشور به پایان رسیده است؛ شش هفته پیش دولت نیکولاس مادورو مشارکت در گفت‌وگوها را تعلیق کرده بود.
ˮقیس سعیدˮ و ˮنبیل القرویˮ در مسیر راهیابی به دور دوم انتخابات تونس
در پی نتایج نظرسنجی‌های انجام شده، دو کاندیدا انتخابات ریاست جمهوری تونس که خودشان را مخالف نظام این کشور معرفی می‌کنند، اعلام کردند که احتمال راهیابی آنها به دور دوم انتخابات وجود دارد.
دیدار بشار اسد با فرستاده پوتین
فرستاده رئیس‌جمهور روسیه در سفر به سوریه با بشار اسد دیدار و با او درباره تحولات این کشور بحث و گفتگو کرد.
با خواندن این سوره‌ از فرشته مرگ چشم روشنی بگیرید
سوره مومنون بیست و سومین سوره قرآن است که در جزء هجدهم آن قرار دارد.
تمرینات مشترک نیروهای ضربتی مصر و یگان ویژه آمریکا
نیروهایی از گردان ضربتی مصر به همراه نیروهای ویژه آمریکایی تمرینات مشترک "جی‌سی‌ای‌تی" برای مبارزه با تروریسم را در میدان‌های آموزش رزمی نیروهای ضربتی اجرا کردند.

پر بازدید ترین اخبار امروز

سه‌گانه حاشیه‌ساز بیرانوند در ۵ ماه!
«رفتار ناشایست با نیروی انتظامی»، «برخورد تحریک آمیز با هواداران تراکتور» و «خداحافظی از فوتبال ایران»، سه‌گانه حاشیه‌های دروازه‌بان شماره یک تیم ملی ایران است که در چند ماه اخیر از خودش به نمایش گذاشته. بازیکنی که با وجود کیفیت و قابلیت‌های فنی بالا، با بروز حاشیه‌های بی‌مورد، فوتبال حرفه‌ای خود را زیر سوال می‌برد.
چرا دائم احساس خستگی می‌کنید؟
بیشتر ما به طور منظم با خستگی‌های روزانه مواجه هستیم، در حقیقت بسیاری از مردم تصور می‌کنند که خستگی تمام وقت فقط بخشی از زندگی پرمشغله قرن ۲۱ است.
به زیر کشیده‌شدن سبز اموی و پرچم سیاه داعش شما را افسرده کرد
یک روزنامه اجاره‌ای مدعی شد سیاه‌پوش کردن شهر (در ایام عزاداری سالار شهیدان)، موجب افسردگی و افزایش خودکشی می‌شود!
ثبت رکورد جدید طناب‌زنی جهان توسط ورزشکار یاسوجی + عکس
‌ناصر احمدی، ورزشکار امدادگر یاسوجی هلال احمر استان کهگیلویه و بویراحمد عصر روز یکشنبه، 25 شهریور ماه با 34 سال سن، با ثبت رکورد جهانی طناب زنی، ۱۶۰۹ متر در حال دویدن را در زمان ۶ دقیقه و۳۰ ثانیه، به نام خود به ثبت رساند.
برگزاری دوره پیشرفته بین المللی مربی بدنساز  با حضور مدرس یوفا
هفتمین دوره پیشرفته بین المللی مربی بدنساز ویژه رشته های ورزشی با حضور مدرس پرتغالی یوفا در تهران برگزار می شود.
کشف مین‌های زمینی با کمک یک حسگر مبتنی بر لیزر
ساخت آهن‌ربایی قدرتمند برای برخورد دهنده ˮاف.سی.سیˮ
جنگل نوردی استرس را دور می‌کند
رویداد بزرگ سخت‌افزاری ˮآمازونˮ ۳ مهر برگزار می‌شود
شیرین کردن آب با کمک یک تکه پارچه!
خودروی خورشیدی تویوتا حتی شب‌ها خاموش نمی‌شود
ترکیب بازوی مصنوعی و یادگیری ماشینی برای کمک به مبتلایان به فلج اندام
برترین تصاویر نجومی سال ۲۰۱۹ مشخص شدند
جدیدترین فناوری مرسدس روی یک مدل سال ۱۹۰۱!
انتشار تصاویر غیررسمی از پرچم‌دار جدید گوگل