به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Wind farm » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Wind farm » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • علی دژدار، احسان الله عصاره*، علی ارشادی، احمد عرب کوهسار

    در پژوهش حاضر به آنالیز یک سیستم تجدید پذیر مبتنی بر انرژی بادی، خورشیدی و زمین گرمایی با ترکیبی هدفمند از واحدهای پیل سوختی، پمپ حرارتی، الکترولایزر غشای تبادل پروتون، توربین بخار و اسمز معکوس پرداخته شد. مدل سازی و شبیه سازی گذرا سیستم پیشنهادی با استفاده از نرم افزار TRNSYS انجام می شود. این سیستم برای تامین نیازهای یک مجتمع مسکونی 80 واحد مسکونی و 320 نفر به انرژی الکتریکی، سرمایش و گرمایش طراحی و بررسی شد. یک بررسی موردی جهت امکان سنجی راه اندازی سیستم پیشنهادی در شهر ساحلی بندرانزلی در کشور ایران انجام شد. بهینه سازی عملکرد سیستم با تعیین دو تابع هدف توان تولیدی و هزینه چرخه عمر سیستم با روش سطح پاسخ و نرم افزار دیزاین اکسپرت انجام شد. پنج پارامتر تاثیرگذار بر روی عملکرد سیستم شامل تعداد توربین بادی، تعداد پنل خورشیدی، ظرفیت پیل سوختی، ظرفیت توربین بخار و ظرفیت الکترولایزر غشای تبادل پروتون به عنوان متغیرهای بهینه سازی انتخاب شدند. سیستم در بهینه ترین حالت خود می تواند به توان تولیدی 3036105.022 کیلووات ساعت و هزینه چرخه عمر 781944.254 دلاری برسد. نتایج زیست محیطی نشان داد که با راه اندازی سیستم در حالت بهینه و در شهر بندرانزلی و تولید برق به میزان 3036.1 مگاوات سالیانه می توان به گسترش 3 هکتاری فضای سبز در سال کمک کرد و به کاهش انتشار کربن دی اکسید به میزان 619.36 تن کربن دی اکسید با هزینه 14864.74 دلار کمک کرد.

    کلید واژگان: مزرعه بادی, مزرعه خورشیدی, زمین گرمایی, پیل سوختی, پمپ حرارتی, بهینه سازی چندهدفه, TRNSYS}
    Ali Dezhdar, Ehsanollah Asareh*, Ali Ershadi, Ahmad Arab Kuhsar

    In the current research, a renewable system based on wind, solar, and geothermal energy was analyzed with a targeted combination of fuel cell units, heat pump, proton exchange membrane electrolyzer, steam turbine and reverse osmosis. Transient modeling and simulation of the proposed system was done using TRNSYS software. This system was designed and evaluated to meet the needs of a residential complex with 80 residential units and 320 people for electrical energy, cooling, and heating. A case study was conducted for the feasibility of setting up the proposed system in the coastal city of Bandar Anzali in Iran. Optimization of system performance was done by determining two objective functions of production power and system life cycle cost with response surface method and Design Expert software. Five parameters affecting the system performance including the number of wind turbines, number of solar panels, fuel cell capacity, steam turbine capacity, and proton exchange membrane electrolyzer capacity were selected as optimization variables. In its most optimal state, the system can reach a production power of 3036105.022 kWh and a life cycle cost of 781944.254 $. The environmental results showed that by setting up the system in an optimal mode in Bandar Anzali city and producing electricity at the rate of 3036.1 MW per year, it is possible to help expand 3 hectares of green space per year. It also helped reduce carbon dioxide emissions by 619.36 tons of CO2 at a cost of 14,864.74 $.

    Keywords: Wind farm, Solar farm, Geothermal, Fuel cell, Heat pump, Multi objective optimization, TRNSYS}
  • مجید خزعلی*، فرهود آذرسینا، علیرضا کنی
    افزایش تقاضای انرژی و ایجاد توازن بین تولید و مصرف از چالش های مهم اپراتورهای شبکه برق است. از طرفی محدودیت های زیست محیطی و اقتصادی مانع از حل این مشکلات از روش های متداول مانند مصرف سوخت های فسیلی و احداث نیروگاه جدید متناسب با رشد مصرف انرژی می شود. سیستم ترکیبی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و هیدروالکتریکی تلمبه ذخیره ای به علت مزایایی از قبیل عدم نیاز به سوخت فسیلی و مقیاس پذیری این قابلیت را دارد تا با ذخیره سازی انرژی مازاد تولید، مانع از هدررفت آن شود. از دیگر فاکتورهای مهم برای استفاده از این سیستم، کنترل تولید توان است. به دلیل نوین بودن سیستم ترکیبی ذخیره سازی انرژی هوای فشرده و هیدروالکتریکی تلمبه ذخیره ای پژوهش های اندکی به بررسی عملکرد آن همراه با سیستم های تولید انرژی پرداخته اند. در مقاله حاضر عملکرد این سیستم ذخیره سازی انرژی ترکیبی در حالت تجمیع شده با نیروگاه بادی و شبکه برق مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. بدین منظور اطلاعات بادی ایستگاه منتخب استخراج و مدل سازی نرم افزاری شد، سپس سیستم جامع مدل سازی نرم افزاری شد و کارایی آن با پارامترهای منتخب برای یک چرخه مورد تحلیل قرار گرفت. در انتها رفتار سیستم در کاربرد با شبکه برق و نیروگاه بادی تحت سناریوهای مختلف برای مدت یک هفته شبیه سازی نرم افزاری شد. بنابر نتایج پژوهش، بازدهی رفت و برگشتی سیستم حدود 49 درصد و این مقدار در اولین چرخه حدود 7 درصد کم تر از چرخه های بعدی است. همچنین مشخص شد این سیستم پتانسیل مناسبی جهت یکپارچه سازی با نیروگاه بادی و شبکه برق دارد و با طراحی مناسب می تواند توان مصرفی مورد نیاز را به طور بی وقفه تامین کند.
    کلید واژگان: ذخیره سازی انرژی, هوای فشرده, هیدروالکتریکی تلمبه ذخیره ای, نیروگاه بادی, شبکه برق, پیکسایی}
    Majid Khazali *, Farhood Azarsina, Alireza Haj Mollaali Kani
    Increasing energy demand and establishing a balance between production and consumption are important challenges for grid operators. Furthermore, environmental and economic constraints prevent the solution of these problems by conventional methods like the consumption of fossil fuels and the construction of new power plants in proportion to the growth of energy consumption. The hybrid system of Compressed Air Energy Storage and Pumped Hydroelectric (CAESPH) due to advantages such as no requirements for fossil fuels and scalability can prevent the loss of excess energy by storing. Another crucial factor in utilizing this system is power generation control. Due to the novelty of the CAESPH, few studies have examined its performance in conjunction with power generation systems. In this paper, the performance of this energy storage system in the integrated state with wind farm and electricity grid was analyzed and evaluated. For this purpose, the wind data of the selected station were software-modeled, then the comprehensive software modeling system was developed and its performance was analyzed with selected parameters for a cycle. Finally, the system behavior in application with the electricity grid and wind farm under different scenarios was software simulated for one week. According to the results, the Round-trip efficiency of the system is about 49% and this amount is about 7% less in the first cycle than in the next cycles. Also found that this system has good potential for integration with wind farms and electricity grids and with proper design can provide the required power consumption without interruption.
    Keywords: Energy Storage, Compressed Air, Pumped Hydroelectric, Wind Farm, power grid, peak shaving}
  • M. Khatibi *, A. Rabiee
    Electricity generation through renewable energy sources such as wind energy has been growing in recent years due to several reasons including free and infinite resources as well as their considerable impact on the reduction of fossil fuels consumptions as well as CO2 emissions. This paper aims to assess the impact of grid-connected large-scale wind farms in a region located in Iran, on the reduction of natural gas as well as gasoil fuel consumptions in heat-cycle power plants and their related CO2 emissions as a practical case study. The wind farms under study comprise about 51% of the total grid connected capacity of wind power generation in Iran by the end of March 2021. The total energy yielded by the studied wind farms are first extracted over a two-year period from April 2019 to March 2021 based on a detailed practical data and then, its impact is investigated on the reduction of natural gas and gasoil consumptions in a real heat-cycle power plant due to its practical fuel intake data. Finally, the reduction of CO2 emission is calculated as the result of reduction in the natural gas and gasoil consumptions of the considered heat-cycle power plant. The results of this practical case study well demonstrate the effective role of wind farms energy yields on the reduction of fossil fuels consumption in heat-cycle power plants and thus, the significant reduction of CO2 emission as one of the most crucial aspects of decarbonization and fossil fuel phase out plans.
    Keywords: wind farm, gas-cycle power plant, fossil fuel consumption, CO2 Emission}
  • Mostafa Eidiani

    The present research is a pioneering work in the studies of wind farms in Iran and an attempt to compute static ATC with a high penetration of wind farm. This research investigated Python's ability (in DIgSILENT) in a power system. It also investigated the effects of adding several wind farms to the Iranian grid through a static and dynamic analysis of static and dynamic constraints, transient stability and reliability. At the end of this research, a new method is presented entitled as the Quadratic Approximation of the path of the Minimum Distance Curve (QAMDC) via Python in DIgSILENT. This method can compute static ATC in a large wind farm. These analyses were tested on a segment of a real Iranian network called Khorasan with 2000 buses.

    Keywords: Available Transfer Capability (ATC), Voltage Stability (VS), Transient Stability (TS), Reliability, Wind Farm, Python, DIgSILENT}
  • جاماسب پیرکندی*، مهرداد مشهدی، مهدی هاشم آبادی
    در این مقاله ابتدا هندسه کامل توربین باد وستاس ایجاد گردیده و یک شبکه بی سازمان در اطراف پره های آن تولید شده است. با در نظر گرفتن توربین باد منفرد در ناحیه محاسباتی مفروض و سرعت ورودی m/s6/7، پروفیل های سرعت در پایین دست جریان استخراج شده و مشخص شد که بیشترین کاهش سرعت باد در عبور از توربین در ارتفاعی تقریبا برابر با ارتفاع پایه توربین اتفاق افتاده است. همچنین بهبود سرعت در فاصله ی 2 تا 6 برابر قطر روتور به مراتب از فاصله ی 10 تا 20 برابر قطر روتور بیشتر است، این کاهش سرعت با رسیدن به فاصله ی 10 برابر قطر روتور در پشت توربین 50% بهبود یافته و در فاصله ی 20 برابر قطر روتور همچنان قابل مشاهده است. مشخص شده است که تاثیر دنباله بر توربین های کناردست حداکثر به اندازه قطر روتور می باشد. نتایج نشان می دهد در نهایت با توجه به پروفیل سرعت و بازده بدست آمده از مزرعه بادی مفروض می توان به این نتیجه رسید که فاصله ی مطلوب برای جانشینی توربین های دیگر، 5 برابر قطر روتور در پایین دست و 1/5 برابر قطر روتور از طرفین است.
    کلید واژگان: توربین باد, مزرعه بادی, دینامیک سیالات محاسباتی, مدل سازی, وستاس}
    Jamasb Pirkandi *, Mehrdad Mashadi, Mahdi Hashemabadi
    In this paper, first the complete geometry of the Vestas wind turbine has been created, and an unstructured mesh around the blades is produced. Velocity profiles have been extracted by assuming a single wind turbine in the assumed computational area and inlet velocity of 6.7 m/s, and it was found that the maximum reduction in velocity has occurred at the nacelle height approximately. Also, velocity recovery at a distance of 2 to 6 times of rotor’s diameter (2D to 6D) is far greater than the distance of 10 to 20 times of the rotor’s diameter (10D to 20D). The velocity reduction has been recovered in 10D downstream of a wind turbine up to 50% and still exists in 20D downstream. It was shown that the wake effect occurs at a maximum distance of 1D besides the turbine. According to the results, the efficiency of the wind farm is 62.0263% if the distance between the turbines is 5D and the input speed to the computational area is 10 m/s. The calculated velocity profile and efficiency obtained from the assumed wind farm come to the conclusion that the optimal distance for placement of wind turbines is 5D downstream and 1.5D lateral.
    Keywords: wind Turbine, Wind farm, Computational fluid dynamics, Modeling, Vestas}
  • سوده افشاریان*، لیلا سهرابی عادل

    آلودگی های چند دهه اخیر در کشور ایران باعث تغییرات اقلیمی و مشکلات فراوانی در این سرزمین و دنیا شده است. افزایش فزاینده جمعیت، فرسایش شدید خاک، آثار منفی فرهنگی اجتماعی و سیاسی، اقتصادی فراوانی را دهه اخیر به همراه داشته است. با توجه به قرارگرفتن کشور ایران در منطقه خاورمیانه و فشارهای اقتصادی مبتنی بر نفت، توجه و تمرکز بر صنایع دیگری که نبض اقتصادی کشور را تغییر دهد، ضروریست. قدم گذاشتن در عرصه انرژی های نو امری حیاتی تلقی می شود. از آنجا که کشور ایران دستخوش آلودگی های زیست محیطی فراوان می باشد وهمچنین تخریب زیستگاه ها و از بین رفتن شرایط کشاورزی در برخی مناطق کشور، مهاجرت و حاشیه نشینی را به همراه داشته است ناگزیر می بایست مسیر توسعه را به سمت انرژی های تجدید پذیر از جمله انرژی باد معطوف کرد. این پژوهش به دنبال رتبه بندی مناطقی درایران می باشد که پس از شناسایی در سالهای اخیر هنوز برای احداث نیروگاه های بادی و خورشیدی در آنها اقدامی صورت نپذیرفته است. پس از انتخاب اولیه مناطقی که طبق مرور تحقیقات صورت گرفته توسط خبرگان به کمک استخراج معیارهای همچون طول و عرض جغرافیایی، سرعت باد و ساعات آفتابی حداکثر انجام شد، اولویت بندی با یکی از روش های تصمی م گیری های چند معیاره AHP با وزن دهی بر اساس معیارهای احداث مزارع خورشیدی و بادی انجام پذیرفته (معیارهایی همچون بازگشت سرمایه، تاثیرات سیاسی، اقتصادی، چگالی باد، زاویه تابش) پس از آن اولویت بندی در می ان برترین مناطق اعم از شهرستان نیمروز- هامون (سیستان)، بهبهان و شوشتر(خوزستان)، کرمان و یزد انجام می پذیرد.

    کلید واژگان: انرژی های تجدید پذیر, سایت بادی, روش های تصمیم گیری چند معیاره, AHP}
    Soudeh Afsharian *, Leila Sohrabi Adel

    In recent decades, pollution has caused many problems such as climate change in Iran as well as the world. By considering the Iran's condition and location in Middle East, and the worldwide oil-based economic pressures, it is mandatory to focus on other industries to change the economic pulse of the country. So, stepping into the field of renewable energy is vital. Since Iran is subjected to numerous environmental contaminants, as well as habitats destruction and the loss of agricultural lands in some areas of the country due to the drought, which leads to migration and suburbia phenomenon, it is inevitable to switch to renewable energies, including solar, wind energy, and develop this industry. This study seeks to evaluate and rank the areas in Iran that have not been identified for solar and wind energy electricity generating despite their high potential. After the initial evaluation of the location by considering factors such as latitude, longitude, wind speed and solar radiation, the locations are prioritized with one of the multi-criteria AHP (Analytic Hierarchy Process) weighting methods based on the solar and wind farms criteria such as return on investment, political and economic impacts, wind intensity, radiation angle, etc.). Finally, the best ranking among the top selected areas including Nimroz-Hamoon (Sistan), Behbahan and Shooshtar (Khuzestan), Kerman and Yazd is determined.

    Keywords: Renewable Energy, Wind Farm, Multi-Criteria Weighting Methods, AHP}
  • سید مجتبی واردی کولایی*، مسعود عبدالمحمدی، حبیب احمدی، مصطفی نظری

    امروزه با توجه به کاهش سوخت های فسیلی و اعمال مدیریت در بهره برداری از آن ها، استفاده از انرژی باد به عنوان یکی از کاراترین منابع انرژی تجدیدپذیر در حال افزایش است و در سال های گذشته، طراحی، ساخت و بهینه سازی مزارع باد، که شامل مجموعه ای از توربین ها در یک مزرعه وسیع می باشند، توسعه بیشتری یافته است. در این مقاله به جانمایی توربین ها در مزرعه باد پرداخته شده و تاثیر موقعیت آن ها بر توان خروجی کل مجموعه مورد بررسی قرار می گیرد. بدین منظور، زمینی مربعی شکل در نظر گرفته شده است و با داشتن اطلاعات مربوط به چگونگی وزش باد و سرعت آن در هرجهت براساس تابع توزیع ویبول، محل بهینه قرارگیری توربین های باد در مزرعه با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی استخراج خواهد شد. هدف اصلی پژوهش، افزایش مجموع توان دریافتی از توربین های مزرعه باد، براساس تغییر در موقعیت توربین ها می باشد. این مساله بهینه سازی با قیودی همچون حداکثر تعداد توربین ها در یک مزرعه، حداقل فاصله بین توربین های مزرعه و ابعاد کلی مزرعه همراه خواهد بود. برای حل این مساله بهینه سازی، از دو روش الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات استفاده شده و نتایج با هم مقایسه شده اند. بررسی نتایج این پژوهش نشان می دهد توان دریافتی از کل توربین های جایابی شده در مزعه باد، نسبت به کارهای قبلی افزایش یافته است.

    کلید واژگان: مزرعه باد, بهینه سازی, جانمایی توربین, الگوریتم ژنتیک, الگوریتم ازدحام ذرات}
    Seyed Mojtaba Varedi Kulaee *, Masood Abdolmohammadi, Habib Ahmadi, Mostafa Nazari

    Nowadays, with regard to the reduction of fossil fuels and the management of their use, wind power is now rising as one of the most efficient renewable energy sources. Moreover, wind farms, which include sets of turbines in a vast farm, have become more developed and their designs and optimizations have risen recently. In this paper, the wind turbines are located in the wind farm and the effects of their positions and arrangements on the production power of the whole system are investigated. For this purpose, a square farm is considered and, having information on how the winds and wind speeds in each case (based on the Weibull distribution function), will extract the optimum location of wind turbines in the farm using optimization algorithms. The main goal of this research is to increase the total amount of power extracted from the wind farm based on the changes in the locations and arrangements of the turbines. This optimization problem is subjected to some constraints, such as the maximum number of turbines in the farm, the minimum distance between turbines and the overall size of the farm. To solve this optimization problem, the GA and PSO algorithms are used and the results of these methods are compared. The results of this study indicate that the power produced from all the turbines located in the wind farm has increased compared to previous works.

    Keywords: Wind farm, optimization, Turbine, GA, PSO}
  • وحید مزیدی شرف آبادی، مانی فتحعلی*
    با گسترش انرژی بادی در جهان مساحت مزارع بادی برای تولید توان بیشتر به صورت چشمگیری در حال افزایش است. مساله مهم در مزارع بادی بزرگ، افزایش توان و بازده است. با افزایش توربین های بادی در قالب مزارع بادی بزرگ، بازده این نوع مزارع بادی به دلیل اندرکنش پیچیده بین توربین ها با خودشان و با لایه مرزی جوی کاهش می یابد. زمانی که طول مزارع بادی یک مرتبه از ارتفاع لایه مرزی جوی بیشتر باشد جریان به حالت کاملا توسعه یافته سوق پیدا می کند. چون طول مزرعه باد نسبت به ضخامت لایه مرزی اتمسفری، بسیار بزرگتر است، مزرعه باد در راستای جریان نامحدود فرض شده و از تغییرات در راستای جریان صرف نظر شده است. در مزارع بادی بزرگ که در داخل لایه مرزی کاملا توسعه یافته قرار می گیرند، انرژی جنبشی جذب شده توسط توربین های بادی به وسیله انتقال انرژی به صورت عمودی از لایه های بالای مزرعه باد به داخل آن تامین می شود. زبری سطح از عوامل مهمی است که تاثیر بسیار زیادی روی این پدیده می گذارد. در این پژوهش به بررسی اثر زبری سطح زمین روی بازده مزارع بادی بزرگ واقع در لایه مرزی جوی پرداخته شده است. برای این منظور از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ برای حل معادلات جریان توربولانس بهره گرفته شده است. در این مقاله توربین های بادی با استفاده از روش دیسک محرک مدل سازی شده است. برای اعمال تاثیر زبری های متفاوت از توابع دیوار لگاریتمی روی دیواره ناحیه شبیه سازی استفاده شده است. نتایج این شبیه سازی نشان می دهد که با افزایش میزان زبری سطح توان مزرعه باد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
    کلید واژگان: مزرعه باد, زبری سطح, دیسک محرک, لایه مرزی جوی}
    V. Mazidi Sharafabadi, M. Fathali*
    With the recognition of wind energy in the world, wind farms are expected to become more extended and cover increasingly larger surface areas. The most important issue in large wind farms is increasing power and efficiency. When wind turbines are deployed in large arrays, their efficiency decreases due to complex interactions among themselves and with the atmospheric boundary layer (ABL). When the length of the wind farms exceeds the height of the ABL by over an order of magnitude, a “fully developed” flow regime can be established. Since the length of the farm is larger than the atmospheric boundary layer thickness, changes in the streamwise direction can be neglected and the relevant exchanges occur in the vertical direction. In the wind farms established in the fully developed atmospheric boundary layer, the kinetic energy extracted by the wind turbines is transported into the wind-turbine region by vertical fluxes associated with turbulence. Surface roughness is one of the most important factors affecting this phenomenon. In this research, the effect of surface roughness on the efficiency of the large wind farm in the ABL by large eddy simulation is investigated. For this purpose, the large eddy simulation (LES) is applied to solve the turbulence flow equations. In this article wind turbines are modeled using the classical drag disk. The various surface roughnesses are modeled by logarithmic wall functions applied to the bottom of the domain. The results show that the efficiency and power of the wind farm are decreased by increase of surface roughness.
    Keywords: Wind Farm, Actuator Disk, Surface Roughness, Atmospheric Boundary Layer}
  • صهیب ایوب زاده، حسین بیکی
    توان باد یک پارامتر مهم برای برآورد پتانسیل یک مزرعه باد است و از آن برای مقایسه سایت های مختلف استفاده می شود. در این پژوهش برآورد توان انرژی باد در چهار منطقه مختلف ایران بررسی شده است. برای این منظور از اطلاعات باد شهرهای مایان، بردسیر ، مورچه خورت و خاش که با فرکانس زمانی 10 دقیقه ای در مدت یک سال ثبت شده اند استفاده شده است. از روش های جبری و گرافیکی برای تخمین ثوابت وایبول استفاده شد که از آن های در تعیین توان باد در مناطق انتخاب شده، استفاده شده است. تابع وایبول استفاده شده در این پژوهش تابع دو متغیره است. پس از تعیین ثوابت وایبول به تعیین توان انرژی باد در این مناطق پرداخته شد. برای تخمین توان تولیدی از شش نوع توربین با توان و ارتفاع هاب متفاوت استفاده شد. نتایج نشان داد که در مناطق بررسی شده با نسب توربین های بادی با توان های متغیر که نیاز به سرعت پایین باد برای راه اندازی دارند می توان به تولید توان پرداخت که از بین مناطق انتخابی ایستگاه مایان مستعدترین نقطه برای نصب و راه اندازی مزرعه بادی است.
    کلید واژگان: توان انرژی باد, تولید الکتریسیته, توربین, مزرعه بادی}
    Sohaib ayobzadeh, Hossein Beiki
    Wind power is an important parameter for estimating the potential of a wind farm; it is used to compare different sites. In this study, wind power estimation under four different regions of Iran was investigated. For this purpose, the wind data of the Mayan, Bardsir, Morche Khort and Khash have been recorded at a time interval of 10 minutes per year. The algebraic and graphical methods were used to estimate the constants of the Weibull function, which were used to determine the wind power in the selected regions. The Weibull function used in this study is a twovariable function. After determining the Weibull constants, the wind power was determined. Six types of turbines with different powers and heights were used to estimate the power output. The results showed that in the selected cities, using wind turbines with variable power, which were required low wind speeds to start, could be producing electricity. The Mayan station is the most desirable space to install the wind farm.
    Keywords: Wind power, Electricity production, Turbine, Wind farm}
  • عباس ابراهیمی*، مصطفی نوذری
    در این پژوهش، روش دیسک عملگر دوبعدی به صورت تقارن محوری با دقت قابل قبول و هزینه محاسباتی کم برای مطالعه جریان حول روتور توربین باد محور افقی و دنباله ی آن توسعه داده شده است. با استفاده از قابلیت UDF نرم افزار Fluent، کدی به زبان C برای اعمال ممنتوم مجازی به سیال نوشته شده و معادلات ناویر-استوکس با اضافه شدن عبارت نیروی حجمی به عنوان جمله چاه حل می شوند. اعتبارسنجی روش با داده های توربین باد مبنای 5MW NREL انجام شده و اثر متقابل دو توربین پشت سرهم در مزرعه بادی، روی عملکرد آیرودینامیکی یکدیگر بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، حضور توربین بالادست موجب کاهش توان و تراست روتور پایین دست تا فاصله سه برابر قطر روتور، به ترتیب تا حدود %88 و %57 می شود. با افزایش فاصله ی توربین پایین دست از توربین بالادست تا حدود 170 برابر قطر روتور، توان و تراست شروع به بازیابی به سمت مقادیر توربین بالادست می کنند. نتایج توزیع توان در راستای شعاع پره نیز نشان می دهد برای روتور پایین دست در فواصل نزدیک به روتور بالادست، بخش میانی پره سهم بیشتری در تولید توان دارد. علاوه براین، اثر روتور پایین دست روی عملکرد توربین بالادست به ترتیب تا حدود 1. 5 و 0. 7 درصد کاهش توان و تراست است و با افزایش فاصله، این اثر ازبین می رود.
    کلید واژگان: توربین باد محور افقی, دیسک عملگر, مزرعه بادی, گردابه, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Abbas Ebrahimi *, Mostafa Nozari
    In this paper, the axisymmetric actuator disk method (2D) with acceptable accuracy and low computational cost based on computational fluid dynamics have been adopted to study the flow behavior around the horizontal wind turbine rotor and the wake. For this sake, a C code is developed as a self-developed user-defined function (UDF) in commercial software package ANSYS FLUENT. The rotor is modeled as a virtual disc and its effect is added to the Navier-Stokes equations as a sink term. The results obtained for the 5 MW NREL wind turbine in this study show the appropriate accuracy and speed-up. The interaction of two wind turbines in the wind farm has been investigated. The results depict that the output power and thrust of the downstream rotor due to the presence of an upstream turbine drop up to 88% and 57%, respectively. Also, radial distribution of the downstream rotor power shows that at a closer distance, the middle part of the blade has a larger contribution to power generation. Further, the effect of downstream rotor on the upstream rotor performance is up to 1.5% and 0.7% reduction in power and thrust respectively.
    Keywords: Horizontal axis wind turbine, actuator disk, wind farm, wake, computational fluid dynamics}
  • Ghazanfar Shahgholian *
    Local renewable resources such as wind and solar are often available in remote locations. Wind farms consist of many individual wind turbines which are connected to the electric power transm­iss­i­o­n ne­tw­o­r­k­. A wind farm can use the wind resources from a certain area efficiently. Double-fed induction generator (DFIG) is a gene­rating principle widely used in wind turbine (WT). DFIG are able to generate active and reactive powers in an independent way. The objective of this paper is to study the imp­rovement in dynamic performance conurbation from wind farms. Simulation studies were carried out in a two-machine power system. Different operating scenarios have been considered. Finally, some simulations are shown to support the imp­rovement in dynamic performance of the DFIG based WT.
    Keywords: DFIG, Wind Farm, Dynamic Performance}
  • محمدرضا قاسمی بوسجین، علی جعفری *، سید سعید محتسبی، کبری قرئلی
    تحلیل جریان لایه مرزی، برای بهینه سازی طراحی مزارع بادی، حساسیت بالایی دارد. به ویژه اثر جریان باد، در توربین های بادی نصب شده در زمین های ناهموار و کوهستانی پیچیده می باشد. در این تحقیق، پسباد توربین بادی و جریان باد در زمین ناهموار با دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از نرم افزار اوپن فوم مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل دیسک عملگر، که نیروهای وارد شده به توربین را بر روی کل دیسک اعمال می کنند، بر پایه تئوری اجزای پره به کار گرفته شده ا ند. برای شبیه سازی جریان اتمسفری و پسباد توربین بادی محور افقی در مزرعه بادی منجیل، معادلات ناویر-استوکس با رینولدز میانگین حل شده و مدل آشفتگی کی-اپسیون به کار گرفته شده است. در شبیه سازی از شبکه بندی منظم استفاده گردید. همچنین جهت باد غالب، با رسم گلباد منطقه، از شمال به جنوب به دست آمد. بررسی جزئیات توربین بادی با اطلاعات میدانی انجام شده است و نتایج عددی، تاثیرات پسباد تا پنج برابر قطر روتور بعد از توربین را نشان می دهد. کاهش سرعت باد در این فاصله 26% بوده است. توان به دست آمده از مدل برای توربین نمونه با اطلاعات میدانی تطبیق دارد. همچنین رژیم بادی مزرعه برای فصول مختلف سال تحلیل شده و نتایج نشان می دهد که زمان های وزش باد مناسب در سه ماه نوامبر، دسامبر و ژانویه زیر 50% بوده که در طراحی مزرعه بادی و بازده نیروگاه مورد توجه می باشد.
    کلید واژگان: پسباد, دینامیک سیالات محاسباتی, مزرعه بادی, زمین های ناهموار, رژیم بادی}
    Mohammad Reza Ghasemi Bousejin, Ali Jafari *, Seyed Saeid Mohtasebi, Kobra Gharali
    Research on atmospheric boundary layers in wind farms is an important task. Especially, wind effect on wind turbines installed in mountainous area with complex terrain is complicated. In this research, the wake of a wind turbine and wind flow in complex terrain have studied with computational fluid dynamic (CFD) method in OpenFOAM software. Actuator-disk model with introducing forces, based on Blade Element Momentum Theory, on the disk are used. For simulation of wind turbine in wind farm, Reynolds averaged Navier Stokes equation with k-ɛ turbulence model has been used. Structured mesh was used for simulation domain. Also, main wind direction has been determined from North toward south considering wind rose of area. One of wind turbines is studied by detail. The numerical results show an extended wake effect around 5d (five times the rotor diameter). Wind speed deficit is 26% at this distance. Captured wind power from the simulation is close to real data. Also, wind regime has been studied and analyzed for different seasons. For November, December and January, the time period that wind blows in effective speed, is decreased less than %50 which is important in wind farm design and operation.
    Keywords: Wake, CFD, wind farm, Complex terrain, Wind regime}
  • Mostafa Rezaei-Shouroki *
    The many advantages of renewable energies—especially wind—such as abundance, permanence, and lack of pollution, have encouraged many industrialized and developing countries to focus more on these clean sources of energy. The purpose of this study is to prioritize and rank 13 cities of the Fars province in Iran in terms of their suitability for the construction of a wind farm. Six important criteria are used to prioritize and rank these cities. Among these, wind power density—the most important criterion—was calculated by obtaining the three-hourly wind speed data at the height of 10 m above ground level related to the time period between 2004 and 2013 and then extrapolating these data to acquire wind speed related to the height of 40 m. The Data Envelopment Analysis (DEA) method was used for prioritizing and ranking the cities, after which Analytical Hierarchy Process (AHP) and Fuzzy Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (FTOPSIS) methods were used to assess the validity of the results. According to the results obtained from these three methods, the city of Izadkhast is recommended as the best location for the construction of a wind farm.
    Keywords: Wind Farm, Prioritizing, Optimization, Fars Province, Data Envelopment Analysis (DEA)}
  • Abdorrahman Haeri
    In this paper, the training needs of wind farm employees have been specified, assessed and prioritized. For this purpose, first of all, the main tasks of wind farm employees have been identified. Afterwards, four criteria—including task complexity, task importance, task time duration and task frequency—have been considered to assess and prioritize tasks. In this respect, the Analytic Hierarchy Process (AHP) has been applied to obtain weights of the criteria. Afterwards, all the wind farm employees’ tasks have been assessed on the basis of the four abovementioned criteria, and the job assessment indicator has been calculated. This procedure results in the prioritization of tasks. Finally, the appropriate training courses for the identified tasks have been specified and they have been prioritized and ranked, based on the average of job assessment indicators for the related tasks.
    Keywords: Wind Energy, Wind Farm, Training Need Assessment, Training Courses, Task Prioritization}
  • Ghazanfar Shahgholian*, Noushaz Izadpanahi
    Using the FACTS controllers, such as static synchronous compensator (STATCOM), as it provides continuous reactive power, in the grid including wind turbine (WT) equipped with doubly fed induction generator, for improving voltage profile (under normal circumstances) and providing a transition ability from inductor generator transition state has been proposed. In this paper, in order to control the controllers and explained goals, nonlinear controller, as a substitute for the traditional controller, is presented. Replacing STATCOM controller in wind farm, which is equipped with doubly fed induction generator (DFIG) using input-output feedback linearization controller, the needed reactive power in order to stable wind farm equipped with DFIG is considered when error is occurred. The proposed control method has been simulated for IEEE-9 Bus, bus No 5, and the achievability to the desired targets in STATCOM efficiency for its reactive power has been investigated. The reasons of using these controllers in bus 5 are voltage dropping and reducing reactive power in this bus. It can be seen by compensating for voltage and reactive power in this bus that these two parameters have improved in other buses. The results show that with the proposed controller, STATCOM has done its duty well and the network bus voltage and reactive power to sustain the wind farm equipped with DFIG in transient mode is provided.
    Keywords: Doubly Fed Induction Generator, Static Synchronous Compensator, Transition State, Wind Farm, Input, Output Feedback Linearization Controller}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال