طراحی بهینه یک ژنراتور آهنربای دائم شارشعاعی با رتور خارجی برای کاربرد در توربین های بادی بدون جعبه دنده

ماشین های آهنربای دایم به دلیل ویژگی های برجسته خود به طور گسترده در حال استفاده در توربین های بادی اند. ژنراتورهای متصل به توربین های بادی بدون جعبه دنده به علت سرعت نامی پایین دارای حجم بالا و هزینه ساخت زیادند که با افزایش توان خروجی بر این معایب افزوده خواهد شد؛ درنتیجه، هدف از طراحی بهینه در این مقاله، کاهش هزینه ساخت سیستم توربین بادی با حفظ مشخصه راندمان بالا است؛ بنابراین، یک مدل مولتی فیزیک از مجموعه تولید انرژی در توربین بادی ارایه شده است که طراحی بهینه بر پایه آن استوار خواهد بود. از ویژگی های بارز این مطالعه، محاسبه دقیق تمامی هزینه های مربوط به تولید انرژی اعم از هزینه ساخت ژنراتور، مبدل الکترونیک قدرت، تجهیزات جانبی الکتریکی و برج توربین بادی است. به منظور یافتن جواب بهینه، از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک با در نظر گرفتن یک محدوده مناسب از پیش تعیین شده برای متغیرهای طراحی استفاده می شود. مقایسه ژنراتور بهینه شده در این مطالعه با یک نمونه ژنراتور آهنربای دایم رتور داخلی، کارایی روش پیشنهادی و برتری آن را ازنظر حجم کلی، وزن و انرژی تحویلی سالیانه نشان می دهد. در انتها نیز صحت طراحی بهینه با تحلیل اجزای محدود تایید شده است.