روشی برای افزایش بهره‌‌وری مزارع توربین بادی

دانشگاه ایالتی پن

دانشگاه تبریز

محمد رسولی

پن ایری

بهرند

رسولی در ادامه می‌‌گوید که اگر چه توربین‌های بادی کارآمد هستند، طراحی نادرست مزارع بادی می‌توانند این کارایی را کاهش دهد. طراحان همیشه توربین‌ها را در مکان‌هایی با بالاترین سرعت باد (جایی که بیش‌ترین توان را می‌‌توان از توربین برداشت کرد)، پیاده‌سازی نمی‌‌کنند. فاصله‌‌ی بین توربین‌‌ها نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است؛ چون توربین‌های نیرویی را ایجاد می‌کنند که سرعت باد را کاهش می‌دهد؛ پس می‌‌توان گفت که اولین صف از توربین‌هایی که در برابر جریان باد قرار می‌‌گیرند، قدرت بیشتری نسبت به توربین‌های بعدی تولید خواهند کرد.

توربین بادی نصب‌شده در پارک موسسه پایداری ایالت پن

پژوهشگران بر این باورند که به‌‌منظور احداث مزارع بادی کارآمدتر، طراحان باید عواملی نظیر سرعت باد، فاصله‌‌‌ی بین توربین‌‌ها، مساحت زمین، محل جغرافیایی، تعداد توربین‌ها، میزان پوشش گیاهی، شرایط جوی، هزینه‌های ساخت و ملاحظات دیگر مورد توجه قرار دهند. تعادل همه این عوامل برای پیدا کردن یک چیدمان بهینه، حتی با کمک مدل‌های ریاضی دشوار است.

بهینه‌سازی مبتنی بر جغرافیای زیستی

BBO

رسولی گفت:

در سال ۲۰۱۷ و ۲۰۱۸، پژوهشگران دیگر نسخه‌های ساده‌شده‌ی روش BBO را برای محاسبه‌‌ی چیدمان مزارع بادی کارآمدتر مورد استفاده قرار دادند؛ اما این نسخه‌های ساده‌شده تمام عوامل موثر بر چیدمان بهینه را در نظر نمی‌گیرند.

پژوهشگران دانشگاه ایالتی پن و دانشگاه تبریز این رویکرد را با استفاده از متغیرهای اضافی، از جمله داده‌های بازار واقعی، زبری سطح (که بر میزان قدرت باد تأثیر می‌گذارد) و میزان وزش بادی که هر توربین دریافت می‌کند، تکمیل کردند.

همچنین تیم پژوهشی روش BBO را با استفاده از یک مدل واقعی‌تر برای محاسبه‌‌ی اثر wake بهبود بخشیدند (مناطقی با سرعت پره‌‌ی کمتر که پس از عبور جریان باد از یک توربین ایجاد می‌‌شود). آن‌‌ها همچنین میزان حساسیت مدل را به عوامل دیگری مانند نرخ سود، مشوق‌های مالی و تفاوت‌ در هزینه‌های تولید انرژی مورد آزمایش قرار دادند.  آن‌ها نتایج خود را به‌صورت آنلاین در مجله‌‌ی Cleaner Production ارائه کردند که در ماه نوامبر منتشر خواهد شد. رسولی می‌گوید:

با استفاده از داده‌های بیشتر مانند سوابق هواشناسی به‌‌روز و نیز اطلاعات سازندگان، پژوهشگران قادر خواهند بود از رویکرد BBO برای بهینه‌سازی چیدمان مزارع بادی در بسیاری از نقاط استفاده کنند و به طراحان نیروگاه‌های بادی در سراسر دنیا کمک کنند تا از زمین خود، استفاده‌‌ی بهینه‌‌تری داشته باشند و انرژی بیشتری برای برآورده کردن نیازهای آینده‌‌ی مصرف‌‌کنندگان فراهم آورند. رسولی گفت: