بهینه سازی جانمایی توربین ها در مزرعه باد

Abstract

امروزه با توجه به کاهش سوخت‌های فسیلی و اعمال مدیریت در بهره‌برداری از آن‌ها، استفاده از انرژی باد به عنوان یکی از کاراترین منابع انرژی تجدیدپذیر در حال افزایش است و در سال‌های گذشته، طراحی، ساخت و بهینه‌سازی مزارع باد، که شامل مجموعه‌ای از توربین‌ها در یک مزرعه وسیع می‌باشند، توسعه بیشتری یافته است. در این مقاله به جانمایی توربین‌ها در مزرعه باد پرداخته شده و تاثیر موقعیت آن‌ها بر توان خروجی کل مجموعه مورد بررسی قرار می‌گیرد. 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 توربین‌های باد در مزرعه با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی استخراج خواهد شد. هدف اصلی پژوهش، افزایش مجموع توان دریافتی از توربین‌های مزرعه باد، براساس تغییر در موقعیت توربین‌ها می‌باشد. این مساله بهینه‌سازی با قیودی همچون حداکثر تعداد توربین‌ها در یک مزرعه، حداقل فاصله بین توربین‌های مزرعه و ابعاد کلی مزرعه همراه خواهد بود. برای حل این مساله بهینه‌سازی، از دو روش الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات استفاده شده و نتایج با هم مقایسه شده‌اند. بررسی نتایج این پژوهش نشان می‌دهد توان دریافتی از کل توربین‌های جایابی شده در مزعه باد، نسبت به کارهای قبلی افزایش یافته است.