آدرس ایمیل خود را وارد نمایید
ثبت
پیام خود را بنویسید
سینا محمدی1 
، رضا دزواره*1
، رضا دزواره*1
1- دانشگاه نوشیروانی بابل
چکیده: (6 مشاهده)
هدف اصلی این پژوهش، توسعه یک چارچوب تحلیلی جامع برای ارزیابی مقاومت دینامیکی و بهینهسازی عملکرد توربینهای بادی فراساحلی با بهکارگیری سیستمهای کنترل هوشمند تحت شرایط محیطی متغیر است. مطالعه حاضر به بررسی تطبیقی عملکرد سه استراتژی کنترل شامل روشهای غیرفعال، نیمهفعال و هوشمند در افزایش عمر سازه و بهبود پاسخ دینامیکی میپردازد. برای دستیابی به این هدف، یک مدل پیشرفته عددی از توربین بادی ۵ مگاواتی مستقر بر سازه جکت در دریای شمال توسعه یافته و تحت طیف وسیعی از شرایط محیطی شامل ۲۹ حالت مختلف بارگذاری باد و موج مورد تحلیل قرار گرفت. روششناسی پژوهش بر پایه ادغام تکنیکهای مدلسازی چندمقیاسی، شبیهسازی دینامیکی پیشرفته و الگوریتمهای بهینهسازی چندهدفه استوار است. نتایج کمی پژوهش نشان میدهد که سیستم کنترل هوشمند پیشنهادی در مقایسه با روشهای متعارف، کاهش ۵۸ درصدی در شتاب دینامیکی ناسل توربین، بهبود ۴۵ درصدی در کنترل تغییرمکانها و افزایش 2/3 برابری در عمر خستگی اتصالات بحرانی را محقق میسازد. همچنین، تحلیلهای اقتصادی حاکی از توجیهپذیری مالی سیستم پیشنهادی با دوره بازگشت سرمایه 2/4 ساله است. این پژوهش از طریق ارائه راهکارهای یکپارچه کنترل و بهینهسازی، سهم مؤثری در ارتقای قابلیت اطمینان و اقتصادیسازی پروژههای انرژی بادی فراساحلی ایفا مینماید. کاربردهای عملی این پژوهش میتواند در طراحی نسل آینده توربینهای بادی فراساحلی با عملکرد دینامیکی بهبودیافته و عمر عملیاتی طولانیتر مورد استفاده قرار گیرد.
متن کامل [PDF 1011 kb]
(8 دریافت)
نکات برجسته مقاله:
۱. طراحی و ارزیابی یک سیستم کنترل هوشمند مبتنی بر شبکه عصبی LSTM : برای توربین بادی فراساحلی پایه شابلونی که بهصورت بلادرنگ و تطبیقی با شرایط متغیر محیطی تنظیم میشود.
۲. کاهش چشمگیر پاسخ دینامیکی: سیستم هوشمند در مقایسه با حالت بدون کنترل، ۵۸٪ کاهش شتاب ناسل و ۴۵٪ کاهش تغییرمکان را در شرایط بحرانی دریایی ایجاد کرد.
۳. افزایش قابلتوجه عمر خستگی: عمر خستگی اتصالات بحرانی تا 45/3 برابر افزایش یافت و آسیب خستگی بهصورت یکنواختتری در ارتفاع سازه توزیع شد.
۴. برتری در شرایط متغیر محیطی: سیستم هوشمند در سرعتهای باد بالا و تحت سناریوهای تغییر اقلیم، پایداری عملکردی بهمراتب بهتری نسبت به سیستمهای غیرفعال و نیمهفعال نشان داد.
۵. توجیهپذیری اقتصادی: با دوره بازگشت سرمایه 2/4 سال صرفهجویی سالانه حدود 5/2 میلیون دلار در یک مزرعه ۵۰۰ مگاواتی، سیستم پیشنهادی از نظر فنی-اقتصادی کاملاً قابل دفاع است.
۱. طراحی و ارزیابی یک سیستم کنترل هوشمند مبتنی بر شبکه عصبی LSTM : برای توربین بادی فراساحلی پایه شابلونی که بهصورت بلادرنگ و تطبیقی با شرایط متغیر محیطی تنظیم میشود.
۲. کاهش چشمگیر پاسخ دینامیکی: سیستم هوشمند در مقایسه با حالت بدون کنترل، ۵۸٪ کاهش شتاب ناسل و ۴۵٪ کاهش تغییرمکان را در شرایط بحرانی دریایی ایجاد کرد.
۳. افزایش قابلتوجه عمر خستگی: عمر خستگی اتصالات بحرانی تا 45/3 برابر افزایش یافت و آسیب خستگی بهصورت یکنواختتری در ارتفاع سازه توزیع شد.
۴. برتری در شرایط متغیر محیطی: سیستم هوشمند در سرعتهای باد بالا و تحت سناریوهای تغییر اقلیم، پایداری عملکردی بهمراتب بهتری نسبت به سیستمهای غیرفعال و نیمهفعال نشان داد.
۵. توجیهپذیری اقتصادی: با دوره بازگشت سرمایه 2/4 سال صرفهجویی سالانه حدود 5/2 میلیون دلار در یک مزرعه ۵۰۰ مگاواتی، سیستم پیشنهادی از نظر فنی-اقتصادی کاملاً قابل دفاع است.
فایل صوتی چکیده مقاله [MP3 2611 KB] (0 دریافت)
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
International Journal of Maritime Technology is licensed under a
Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.