افزایش انرژی مزارع بادی با تغییر جهت توربین‌ها

07:45 ۳۷۲ روز و ۹ ساعت پیش ایسنا 695 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

آموزش
آموزش

آخرین اخبار

چرا «مرگ» بر اثر کرونا در ایران رکورد زد
۲۲۱ کشته در یک شبانه روز تا امروز بیشترین آمار مرگ بر اثر ویروس کرونا را در ایران نشان می‌دهد. آماری که با واکنش های بسیاری هم روبرو شد. یکی نتیجه مثبت شدن تست کرونایش را با وجود رعایت همه پروتکل‌های بهداشتی تقصیر کسی که رعایت نمی‌­کند می‌­اندازد و دیگری معتقد است نباید همه اشتباهات را گردن مردم انداخت. عده­‌ای اوج دوباره بیماری کرونا را بی توجهی مردم به ماسک زدن و راه اندازی­ جشن‌ها و مهمانی‌هایشان می‌دانند اما برخی دیگر معتقدند دولت عادی‌سازی‌ کرده است به همین دلیل بیماری دوباره اوج گرفته است.
برگزاری آزمون استخدامی 3 دستگاه اجرایی در کردستان در قاب تصویر
۱۱۶۶ نفر کردستانی در آزمون استخدامی سه دستگاه اجرایی نهضت سوادآموزی، ثبت اسناد و املاک کشور و صنایع شیر ایران شرکت کردند.
قرعه‌کشی یک چهارم نهایی لیگ اروپا انجام شد
قرعه کشی مرحله یک چهارم نهایی لیگ اروپا در حالی برگزار شد که هنوز بازی های برگشت یک هشتم نهایی به انجام نرسیده است.
عکس روز- جشن قهرمانی روی آب
خبرگزاری دانشجویان ایران - ایسنا
یک چهارم نهایی لیگ قهرمانان اروپا قرعه کشی شد
اتلتیکومادرید و پاری سن ژرمن حریفان خود را در مرحله یک چهارم نهایی لیگ قهرمانان اروپا شناختند.
ورزشگاه بنیان دیزل آماده میزبانی از پرسپولیس + عکس
مسئولان باشگاه ماشین‌سازی با ضدعفونی کردن ورزشگاه اختصاصی‌شان، آن را آماده میزبانی از شاگردان یحیی گل‌محمدی کردند.
لاوروف: ریسک تقابل هسته‌ای جهانی افزایش یافته است
وزیر امور خارجه روسیه امروز جمعه خطاب به نشست مجازی مربوط به مجمع بین‌المللی پیریماکوف ریدینگز اظهار کرد: کشورش به حفظ معاهده استارت جدید علاقمند است اما در صورتیکه این معاهده تمدید نشود امنیت خودش را تضمین خواهد کرد.
تصویب بسته موشکی ۶۲۰ میلیون دلاری آمریکا برای تایوان
وزارت امور خارجه آمریکا اعلام کرد، بسته ۶۲۰ میلیون دلاری ویژه به روز رسانی موشک‌های زمین به هوای پاتریوت را برای تایوان تصویب کرده است.
رئیس جمهور بولیوی هم کرونا گرفت
جینین آنی‌یس، رئیس جمهوری بولیوی در حساب توییتر خود تایید کرد که به کووید ۱۹ مبتلا شده است.
بایدن، ترامپ را به چالش کشید
جو بایدن، نامزد ریاست جمهوری حزب دموکرات در انتخابات ۲۰۲۰ آمریکا به اعلام و تشریح یک برنامه اقتصادی ۷۰۰ میلیارد دلاری خود به هدف احیاء اقتصاد آمریکا با رویکرد خرید تولیدات آمریکایی و همچنین تقویت اشتغال زایی و تولید پرداخته است؛ او با این طرح مستقیما دونالد ترامپ را در ضمن تدارک هر دو نفر برای جلب آراء طبقه کارگر به چالش کشیده است.

پر بازدید ترین اخبار امروز

آخرین قیمت روز انواع گوشی موبایل امروز جمعه ۲۰ تیر ۹۹
آخرین قیمت روز انواع گوشی موبایل امروز جمعه ۲۰ تیر ۹۹ منتشر شد.
ابعاد ناشنیده‌ ترور ناصرالدین‌شاه
اتابک که از مرگ ناصرالدین‌شاه مطمئن بود، اجازه نداد کسی جسد را معاینه و وارسی کند و مدعی شد که شاه هنوز زنده‌است. او در کالسکه کنار جسد نشست و آن را در مجاورت پنجره نگه داشت تا مردم نیم‌رخ شاه را ببینند؛ آن‌گاه دست‌ شاه را گرفت و شروع به تکان دادن آن در کنار پنجره و در مسیر بازگشت به تهران کرد. با این ترفند، هر کس کالسکه را می‌دید، شاه را زنده به حساب می‌آورد.
هیتلر و رضاشاه
دوستی ایران و آلمان برای کشور گران تمام شد.
افزایش ۷۷.۵ درصدی معاملات مسکن در خرداد ۹۹
در حالی وزیر راه از کاهش ۷۰ درصدی معاملات مسکن خبر داده که مطابق آمار وزارت راه در خرداد ۹۹ معاملات در مقایسه با ماه مشابه سال قبل ۷۷.۵ درصد افزایش یافته است.
رئیس کمیسیون اصل 90 یکشنبه آینده انتخاب می‌شود
یک نماینده مجلس گفت: رئیس کمیسیون اصل 90 در جلسه مجلس در روز یکشنبه 22 تیر انتخاب می شود.
تصفیه آب با آفتاب، چوب و باکتری!
تحقیقات ناسا و بوئینگ روی شکست پرتاب ˮاستارلاینرˮ تکمیل شد
استفاده از هوش مصنوعی برای ارزیابی برش ماهی!
ایلان ماسک: تسلا امسال صاحب سطح ۵ فناوری خودران می‌شود
توسعه الگوریتم هوشمند برای تشخیص و طبقه بندی تشنج
تولید بزرگترین تراشه کوانتومی
ارائه مدلی برای بهبود جذب دارو در بیماران
رباتی که کار تحقیقاتی چند ماهه را در ۳ روز انجام می‌دهد
تعویق پرتاب دهمین سری از ماهواره‌های ˮاستارلینکˮ
پاکسازی آب آلوده با کمک الکتریسیته