پروژه کامل اتصال توربین های بادی به شبکه

پروژه کامل اتصال توربین های بادی به شبکه

چکیده:

این پروژه تحت عنوان " بررسی اصول و قواعد توربین بادی به شبکه " ضمن معرفی انرژی بادی به بررسی نیروگاه بادی و چگونگی استفاده از انرژی بادی پرداخته و سپس به تشریح انواع توربین های بادی و ژنراتورهای بادی متصل به شبکه توربین های بادی می پردازد. پس از آن در فصل سوم چگونگی انتخاب سایت برای نیروگاه بادی بررسی خواهد شد و سپس در فصل چهارم به مکان بهینه انتخاب توربین بادی در نیروگاه بادی و چیدمانی بهینه آنها می پردازیم. فصل پنجم به بررسی مسئله نیروگاه بادی ایزوله از شبکه اختصاص یافته است و در فصل ششم نیز مسئله اتصال نیروگاه بادی و اعمال این مسئله و کیفیت توان پس از اعمال نیروگاه بادی مطرح خواهد شد. 

کلمات کلیدی: نیروگاه بادی، توربین های بادی، چیدمانی، توان 

  

مقدمه

باد پدیده ای است که در اثر حرکات درونی زمین اتفاق می افتد یا زمانی که تابش خورشید بطور نامساوی به سطوح ناهموار زمین می رسد و انی امر تغییراتی را در دما و فشار پدید می آورد. نیروی شیب فشار باعث وزش باد بطور مستقیم از مرکز پرفشار به مرکز کم فشار می شود . اما چرخش زمین باعث پیدایش نیروی دیگری به نام نیروی کریولیس می شود که بر مسیر جریان باد اثر می گذارد.

توربین های بادی بر اساس محور چرخش پره ها به دو دسته تقسیم می شوند.  دسته نخست که توربین های بادی  محور افقی Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT)  نامیده می شوند دارای محور چرخش موازی سطح زمین می باشند. شکل بوجود آمده از چرخش پره ها دایره ای شکل بوده و در باد هایی که جهت وزش آنها موازی با سطح زمین نیست نیازمند سیستم دوران پره ها حول محور قائم Vertical هستند.  دسته دوم توربین های بادی محور قائم Axis Wind Turbine (VAWT)  می باشند که در آن ها محور چرخش عمود بر سطح زمین است . مزیت مهم این نوع توربین این است که به جهت وزش باد حساس نبوده و در هیچ شرایطی به سیستم دوران پره ها حول محور قائم نیاز ندارد.

روتورهای با محور افقی به منظور استفاده از نیروهای بالابر و مقاوم ساخته می شوند. عموماً روتورهای با نیروهای بالا برنده که برای سطح معینه از روتور، نیروی بالابرنده بیشتری نسبت به نیروی مقاوم در همان سطح در روتورهای مقاوم تولید می کنند ترجیح داده می شود. به علاوه اینکه روتورهای ضربه ای عموماً نمی توانند سریعتر از سرعت باد بچرخند. با درنظر گرفتن وزن دستگاه، روتورهای بالابرنده توان بیشتری را تولید کرده و ارزانتر تمام خواهد شد. تعداد پره ها می توانند متغییر باشند که تاکنون از یک تا 50 پره ساخته شده است. ماشین های بزرگی از نوع روتور با محور افقی ساخته شده است.

روتورهای با محور دوران قائم نسبت به روتورهای با محور افقی ارجحیت دارند، زیرا لازم نیست آن ها را با تعبیر جهت وزش باد دوران داد. این عمل سبب جلوگیری از پیچیدگی بیش از حد دستگاه و کاهش نیروهای چرخشی ناشی از دوران وارد بر بلبرینگ ها و سایر مولفات شود. درگذشته دستگاه هایی از این نوع ساخته شده اند که با نیروی مقاوم ناشی از باد حرکت می کند.

 توربین های با پره های صفحه ای، کاسه ای و نیز روتور ساوینوس به ابتکار مهندس فنلاندی با نام ساوینوس در سال 1931 نام گزاری شده است. 

فهرست:::

چکیده

مقدمه

فصل اول:مقدمه ای بر انرژی بادی و نیروگاه بادی

۱-۱- باد چیست

۱-۲- تاریخچه انرژی باد

۱-۳- باد مخرب است یا مفید؟

۱-۴- مزایای و معایب انرژی بادی

۱-۵- توان بادی

۱-۵-۲- ضریب ظرفیت

۱-۶- نحوه به وجود آمدن انرژی باد :

۱-۷- تولید برق از طریق انرژی باد با استفاده از توربین بادی :

۱-۸- مسائل اقتصادی ماشینهای بادی

۱-۹- محدودیت‌های ادواری و نفوذ

۱-۱۰- برق بادی در مقیاس‌های کوچک

فصل دوم:آشنایی با توربین های بادی و انواع آنها و چگونگی عملکرد آنها

۲-۱- مقدمه:

۲-۲- ساختمان توربین بادی

۲-۳- توربینهای بادی چگونه کار می کنند ؟

۲-۴- تقسیم بندی توربین های بادی

۲-۵- قسمت های مختلف توربین بادی:

۲-۶- توان پتانسیل توربین

۲-۷- انواع توربین های بادی

۲-۷-۱- توربین های بادی با سرعت ثابت :

۲-۷-۲- توربین های بادی با سرعت متغیر

۲-۷-۳- مفاهیم کنترل توان

۲-۷-۴- انواع ژنراتورهای مدرن

۲-۸- آمارهای کمی از کاربردهای توربین بادی :

۲-۹- استفاده از توربین بادی در کویرها :‌

۲-۱۰- تقسیم بندی توربین از نظر تولید توان

۲-۱۰-۱-توربینهای بادی کوچک

۲-۱۰-۲-توربینهای بادی متوسط

۲-۱۰-۳- توربینهای بادی بزرگ( مزارع بادی)

۲-۱۱- مراحل ساخت بزرگترین توربین بادی جهان در آلمان

۲-۱۲- هندسه نصب توربین های بادی

فصل سوم: سایت یابی جهت احداث یک نیروگاه بادی

۳-۱- چگونگی پیدا کردن محل سایت احداث نیروگاه بادی

۳-۲- شرایط راه اندازی و تولید

۳-۳- سایت مناسب احداث نیروگاه بادی:

۳-۴- بررسی پتانسیل باد سیاهپوش در استان قزوین برای احداث نیروگاه برق بادی

۳-۴-۱- مشخصات منطقه سیاهپوش و ایستگاه هواشناسی نصب شده

۳-۵- تئوری و روش محاسبه انرژی قابل حصول باد:

۳-۶- نتایج آنالیز پتانسیل جریان باد و انرژی قابل حصول

۳-۷- نتیجه گیری از مباحث ذکر شده:

فصل چهارم: چیدمانی بهینه توربینهای بادی در مزارع بادی

۴-۱- مقدمه:

۴-۲- سایت یابی برای احداث نیروگاه بادی:

۴-۳- چیدمانی توربین های باد در یک مزرعه بادی:

۴-۴- راندمان توربین بادی :

۴-۵- محاسبات نحوه چیدمانی توربینهای بادی :

۴-۶- مدار جریان دنباله ای در روش خطی:

۴-۷- نیروگاه بادی خراسان

۴-۷-۱- بازده مزرعه:

۴-۷-۲- انرژی خروجی سالیانه:

۴-۸- وضعیت نیروگاههای بادی در جهان :

۴-۹- نتیجه گیری:

فصل پنجم: مدلسازی،شبیه سازی و کنترل نیروگاه بادی ایزوله از شبکه

۵-۱- مقدمه:

۵-۲- مدلسازی توربین بادی:

۵-۲-۱- مدل توربین ایده آل

۵-۲-۲- توربین بادی محور افقی با جریان حلقوی

۵-۲-۳- مدل پره ها در توربین های چند پره ای:

۵-۲-۴- روابط کامل مدل توربین (با جریان های گردشی باد):

۵-۲-۵- اثر تعداد پره ها بر عملکرد بهینه توربین بادی:

۵-۳- شبیه سازی نیروگاه بادی

منابع و مآخذ: