افزایش انرژی مزارع بادی با تغییر جهت توربین‌ها

07:45 ۱۳ روز و ۲۳ ساعت پیش ایسنا 279 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

غذا را با شعله کم بپزید تا آلزایمر نگیرید!
به گفته محققان، حرارت بالا در هنگام پخت غذا با سطوح بالای AGEs و احتمال ابتلاء به بیماری آلزایمر در ارتباط است.
شربتی خوش‌طعم که کبدتان را پاکسازی می‌کند
یک محقق و پژوهشگر طب سنتی گفت: استفاده از شربت آبغوره باعث پاکسازی کبد،کلیه و درمان کبد چرب می‌شود.
کسانی که زندگی ماشینی آن‌ها را خسته کرده بخوانند
رئیس اداره میراث فرهنگی، صنایع دستی و گردشگری کاشمر گفت: اکنون ۷ اقامتگاه بوم‎گردی بسیاری از مهمانان داخلی و خارجی را پذیرایی می‌کنند و به مکانی برای کسانی که از زندگی ماشینی خسته شده‎اند تبدیل شده است.
آخرین آمار ازدواج و طلاق
سخنگوی سازمان ثبت احوال کشور آخرین آمار ثبت ازدواج و طلاق را تا ۱۵ تیرماه سال ۹۸ اعلام کرد.
چگونه از کودک خود در مقابل گرما محافظت کنید؟
کودکان یا نوجوانان زیادی هستند که در هوای گرم تابستان در فضای باز و زیر آفتاب بازی و ورزش می‌کنند. چنین شرایطی ‏خطر از دست رفتن آب و املاح بدن را بر اثر گرمازدگی زیاد می‌کند.
آمادگی پیش از ازدواج در موفقیت آمیز بودن پیوند زناشویی چه تاثیری دارد؟
یک روانشناس گفت: خانواده یکی از جهانی‌ترین نهاد‌های بشری است که از دو نفر با نیازها، علایق و اهداف متفاوت شکل می‌گیرد و بر نظام اجتماعی اثر گذار است.
برای خرید آپارتمان در طرشت چقدر باید پرداخت کرد؟
برای خرید یک آپارتمان ۷۰ متری در منطقه طرشت باید ۸۰۰ میلیون تومان پرداخت کرد.
قیمت خوردو مرسدس بنز و ب.ام.و در بازار
آنچه در زیر می‌آید قیمت روز انواع مرسدس بنز و ب.ام.و صفر در بازار تهران طی تیر ماه ۹۸ است
انجام معاملات صوری برای بالا نگه داشتن قیمت
نایب رئیس کمیسیون عمران مجلس گفت: در شرایط کنونی این دلالان هستند که عملا قیمت مسکن را بالا نگه داشته اند، یعنی برخی افراد با معاملات صوری به دنبال حفظ قیمت های موجود و جلوگیری از کاهش آن هستند.
میلاد محمدی در آستانه پیوستن به تیم بلژیکی
میلاد محمدی مدافع تیم ملی فوتبال ایران روز گذشته وارد کشور بلژیک شد تا با تیم خنت این کشور مذاکره کند.

پر بازدید ترین اخبار امروز

غذا را با شعله کم بپزید تا آلزایمر نگیرید!
به گفته محققان، حرارت بالا در هنگام پخت غذا با سطوح بالای AGEs و احتمال ابتلاء به بیماری آلزایمر در ارتباط است.
شربتی خوش‌طعم که کبدتان را پاکسازی می‌کند
یک محقق و پژوهشگر طب سنتی گفت: استفاده از شربت آبغوره باعث پاکسازی کبد،کلیه و درمان کبد چرب می‌شود.
کسانی که زندگی ماشینی آن‌ها را خسته کرده بخوانند
رئیس اداره میراث فرهنگی، صنایع دستی و گردشگری کاشمر گفت: اکنون ۷ اقامتگاه بوم‎گردی بسیاری از مهمانان داخلی و خارجی را پذیرایی می‌کنند و به مکانی برای کسانی که از زندگی ماشینی خسته شده‎اند تبدیل شده است.
آخرین آمار ازدواج و طلاق
سخنگوی سازمان ثبت احوال کشور آخرین آمار ثبت ازدواج و طلاق را تا ۱۵ تیرماه سال ۹۸ اعلام کرد.
برای خرید آپارتمان در طرشت چقدر باید پرداخت کرد؟
برای خرید یک آپارتمان ۷۰ متری در منطقه طرشت باید ۸۰۰ میلیون تومان پرداخت کرد.
بهبود ایمنی درمانی سرطان با یک واکسن تقویت کننده
دیگر نیاز به پر کردن مجدد دندان نیست
احتمال ابتلا به سرطان فرزندان مادران چاق زیاد است
شکوفه‌های گیلاس در یک کهکشان+عکس
تقلید کار گروهی مورچه‌ها توسط ربات‌های ساخت سوئیسی‌ها و ژاپنی‌ها
تست پرواز فضاپیمای ˮاستارهاپرˮ هفته آینده انجام می‌شود
ابداع دارویی که به طرز شگفت‌آوری در مقابل سرطان می‌ایستد
حل معمای کما و افسردگی با ام.آر.آی 4 روزه
یک سیستم خودکار برای تغییر آثار هنری!
ثبت تصویر پدیده ˮدرهم‌تنیدگی کوانتومیˮ برای اولین بار