مدل سازي و بهينه سازي توربين بادي كوچك

كارشناسي ارشد

محدوديت منابع انرژي فسيلي و هم‏چنين نگراني‏هاي زيست‏محيطي موجب ايجاد گرايش شديد به استفاده از منابع تجديدپذير انرژي شده است. باد يكي از در دسترس‏ترين و پاك‏ترين اين منابع است كه از گذشته‏اي دور توسط بشر مورد استفاده قرار گرفت. در ساليان اخير گرايش به استفاده از توربين‏هاي بادي كوچك (با توان توليدي كوچك‏تر از 10 كيلووات) به منظور استفاده فردي افزايش يافته‏است. در بين اشكال متنوع توربين‏هاي بادي محورعمودي، توربين‏هاي راست‏پره از خانواده داريوس، به دليل ساختار نسبتاً ساده، عملكرد آيروديناميكي مناسب خود و آسان‏تر بودن توليد، براي توليد انرژي مناطق محروم و به صورت فردي ترجيح داده مي‏شوند. علي‏رغم تحقيقات بسياري كه روي جنبه‏هاي مختلف توربين‏هاي دايوس راست‏پره صورت گرفته است؛ هنوز كمبود يك فرآيند سرراست براي طراحي آيروديناميكي اين نوع توربين احساس مي‏شود. در اين پژوهش تلاش بر اين بوده‏است كه روشي محاسباتي جهت برطرف كردن اين كاستي ارائه شود. به همين منظور پس از مدل‏سازي آيروديناميك توربين‏هاي راست‏پره، مهم‏ترين پارامترهاي مؤثر بر عملكرد آيروديناميكي آن‏ها تعيين شده و از مدل تحليلي چندلوله‏جرياني دوتايي (DMS) استفاده شده‏است. در پايان با استفاده از الگوريتم ژنتيك تلاش شده تا طرح آيروديناميكي بهينه براي طراحي يك توربين داريوس راست‏پره نمونه با توان توليدي 7 كيلووات در سرعت بادِ طراحيِ 12 متربرثانيه ارائه شود. كه استفاده از ابعاد بهينه به‏دست‏آمده توسط الگوريتم ژنتيك، افزايش راندمان آيروديناميكي در حدود 14 درصد نسبت به طرح خام اوليه را براي توربين نشان مي‏دهد. واژه‌هاي كليدي: توربين داريوس راست‏پره، طراحي آيروديناميكي، مدل DMS، بهينه‏سازي

193313

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر سپهر صنايع