محققان در دانشگاه Penn State آمریکا و دانشگاه تبریز در ایران، الگوریتمی را برای طراحی مزارع خورشیدی با راندمان بالاتر، تهیه کرده اند که به افزایش درآمد تولید کنندگان و افزایش میزان انرژی تجدیدپذیر در دسترس مصرف کنندگان کمک میکند.
دکتر محمد رسولی، استادیار مهندسس برق دانشگاه Penn State، میگوید: توربینهای بادی دارای راندمان بیشتری در مقایسه با پنلهای خورشیدی می باشند و میتوانند تا 45 درصد از انرژی باد را به برق تبدیل کنند. با این حال، نحوه چیدمان توربینهای بادی در مزارع بادی میتواند منجر به کاهش راندمان کل گردد. احداث کنندگان مزارع بادی همیشه توربینها را در موقعیتهای مناسب با بالاترین سرعت باد، یعنی جایی که بیشترین توان را تولد نمایند، قرار نمیدهند. فضای اطراف توربینهای باد نیز مهم میباشد چرا که توربینها موقع کار کردن، تولید مکش میکنند که منجر به کاهش سرعت باد میگردد. توربینهای ردیف ابتدایی توان بیشتری از توربینهای ردیفهای بعدی تولید میکنند.
برای احداث مزارع خورشیدی با راندمان بالا، طراحان باید سرعت باد، فضای اطراف توربینها، موقعیت جغرافیایی، تعداد توربینها، حجم گیاهان، وضعیت هواشناسی، ساختمانها و غیره را مد نظر داشته باشند.
با در نظر گرفتن کلیه این موارد، یافتن بهترین چیدمان توربینها، حتی بکمک محاسبات ریاضی، مشکل میباشد. محققان بر رویکردی با عنوان biogeographical-based optimization که به اختصار BBO نامیده میشود تمرکز نمودند که در سال 2008 میلادی با الهام از طبیعت ایجاد شد. BBO بر پایه نحوه پراکنده شدن طبیعی پرندگان برای بهره گیری هرچه بهتر از محیط ابداع شده است. بکمک مدلهای ریاضی از رفتار حیوانات، محققان قادر به محاسبه بهترین مدل توزیع برای توربینها در مزارع بادی هستند.
به گفته دکتر رسولی، روشهای تحلیلی نیاز به محاسبات زیادی دارند. روش BBO محاسبات را به حداقل میرساند و نتیجه بهتری را ارائه میدهد و با کمترین هزینه محاسباتی، بهینه ترین راه حل را بدست می آورد.
محققان دیگری در سالهای 2017 و 2018 با استفاده از نسخه های ساده تر روش BBO، چیدمان بهتری برای توربینها در مزارع بادی بدست آورده اند اما این نسخه ساده شده، تمامی عوامل موثر را برای محاسبات در نظر نمی گیرد.
محققان دانشگاه Penn State و دانشگاه تبریز، با استفاده از متغیرهای اضافی شامل ناهمواری سطح زمین که بر توان دریافتی توربینها تاثیرگذار هست و میزان توان بادی که هر توربین دریافت میکند، رویکرد بهتری را ارائه داده اند.
این تیم تحقیقاتی همچنین روش BBO را با وارد کردن مدلهای واقعیتر بهبود داده اند. آنها نتایج خود را به صورت آنلاین در مجله Cleaner Production، که در ماه نوامبر منتشر می شود، گزارش می دهند.
بنا به گفته دکتر رسولی، این رویکرد بهینه، در مقایسه با مدلهای ساده شده قبلی، واقعیتر میباشد که برای مشتریان، سازندگان، شبکه های برق و مزارع بزرگ بادی مفیدتر خواهد بود.
با وارد کردن اطلاعات بیشتر همانند روشهای ریاضی و اطلاعات سازندگان، محففان در آینده قادر خواهند بود که روش BBO را برای بهینه کردن چیدمان مزارع بادی در نقاط مختلف و کمک به طراحان برای تولید هر چه بیشتر برق مورد نیاز مشتریان استفاده نمایند.
ایشان عقیده دارند که این، پایانی برای سوختهای فسیلی است. با این روش و روشهایی که بعد از این ابداع خواهند شد میتوانیم از قدرت باد، بهتر استفاده نماییم.
لینک اصلی:
https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181109122623.htm
بازدیدها: 12
