ساخت مزارع بادی کارآمدتر

به گزارش برق نیوز: با توجه به افزایش تقاضای انرژی، محققان در Beerend Penn State و دانشگاه تبریز، ایران، یک الگوریتم یا رویکرد را برای طراحی مزارع بادی کارآمد، که باعث تولید درآمد بیشتر برای سازندگان و انرژی تجدیدپذیر برای مشتریانشان شده اند، به پایان رسانده اند.

محمد رسولی، استادیار مهندسی برق در دانشکده برند، گفت: «استفاده از انرژی بادی نه فقط در آمریکا رو به افزایش است.» بهره وری پانل‌های خورشیدی کمتر از ۲۵ درصد است و هنوز موضوعی از تحقیقات فعلی است. از طرف دیگر، توربین‌های بادی بسیار کارآمد هستند و بیش از ۴۵ درصد انرژی باد را به برق تبدیل می‌کنند.

اگرچه توربین‌های بادی کارآمد هستند، طرح‌های مزرعه باد اگر به درستی طراحی نشده باشد می‌تواند این کارایی را کاهش دهد. رسولی گفت: سازندگان همیشه توربین‌ها را در مکان‌هایی با بالاترین سرعت باد قرار نمی‌دهند، جایی که آن‌ها بیشترین توان را تولید می‌کنند. فاصله توربین نیز مهم است -، چون توربین‌ها باعث ایجاد کششی می‌شوند که سرعت باد کاهش می‌یابد، اولین توربین‌هایی که به باد می‌رسند قدرت بیشتری را نسبت به آنچه که بعد از آن می‌آیند، تولید می‌کنند.

به گفته محققان، برای ساخت موثرترین مزارع بادی، طراحان باید این عوامل را با توجه به سرعت باد و فاصله بین توربین و همچنین اندازه زمین، جغرافیا، تعداد توربین ها، میزان پوشش گیاهی، شرایط هواشناسی، هزینه‌های ساخت و ساز و دیگر ملاحظات، مورد توجه قرار دهند.

حتی با کمک مدل‌های ریاضی، همبستگی همه این عوامل برای پیدا کردن یک طرح مطلوب دشوار است.

رسولی گفت: "این رویکرد چند هدفه است. " "ما یک تابع داریم و می‌خواهیم آن را با در نظر گرفتن محدودیت‌های مختلف بهینه سازی کنیم. "

رسولی اضافه کرد: "روش‌های تحلیلی نیاز زیادی به محاسبات دارند. " "این روش BBO محاسبات را به حداقل می‌رساند و نتایج بهتر، پیدا کردن راه حل بهینه در هزینه‌های کمتر محاسباتی را ارائه می‌دهد. "

محققان دیگر در سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸ نسخه‌های ساده‌ای از روش BBO را برای محاسبه طرح‌های مزرعه باد مناسب استفاده کردند، اما در این نسخه‌های ساده، تمام عوامل موثر بر طرح بهینه را در نظر نگرفته اند.

محققان دانشگاه Penn State و دانشگاه تبریز این رویکرد را با استفاده از متغیر‌های اضافی شامل داده‌های واقعی بازار، زبری سطح، که بر میزان انرژی در باد تاثیر می‌گذارد، و میزان باد هر توربین دریافت می‌کنند.

گروه تحقیقات در ضمن رویکرد BBO را با استفاده از مدل‌های واقعی برای محاسبه‌ی دنباله‌ها - باد‌های آرامی که بعد از وزش باد از میان توربین‌ها تولید می‌شود، مشابه دنباله‌های آب بعد از رد شدن قایق- و آزمایش مقدار حساسیت مدل به عوامل دیگر مانند نرخ بهره، محرک‌های مالی و تفاوت هزینه‌های تولیدی، بهبود دادند. نتایج به دست آمده در مجله‌ی Cleaner Production به صورت آنلاین در ماه نوامبر منتشر خواهد شد

رسولی در ادامه گفت: "این یک رویکرد بهینه سازی واقع بینانه‌تر نسبت به برخی از روش‌های ساده سازی است که خارج از آن وجود دارد. " "این برای مشتریان، تولید کنندگان و به منظور شبکه‌های بزرگتر، مزارع بادی بزرگتر بهتر خواهد بود. "

با استفاده از داده‌های بیشتر، مانند گزارش‌های هواشناسی به روز شده و اطلاعات سازنده، محققان می‌توانند از روش BBO برای بهینه سازی طرح‌های مزرعه بادی در بسیاری از نقاط مختلف استفاده کنند، به این ترتیب طراحان مزارع بادی در سراسر جهان بهتر از زمین خود استفاده می‌کنند و در این صورت برای پاسخگویی به نیاز‌های مصرف کنندگان انرژی بیشتری تولید می‌کنند.