whatsapp call admin

مقاله کایت ژنراتور، تکنولوژی نو برای انرژی نو

word قابل ویرایش
10 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

کایت ژنراتور، تکنولوژی نو برای انرژی نو
چکیده
مشکل تولید انرژی از منابع فسیلی (تقریبا %۸۰انرژی جهان( [۱] به علت محدودیت منابع، آلودگی زیاد وتخریب محیط زیست باعث جلب توجه پژوهشگران به سمت منابع تجدید پذیر از قبیل انرژی های بادی، خورشیدی، هیدروالکتریک (برق آبی، انرژی زمین گرمایی، انرژی امواج دریا و… شده است. درهمین راستا یکی از ایده هایی جدید به منظور تولید برق از انرژی باد با عنوان کایت ژنراتور حجم عظیمی از تحقیقات پژوهشگران را به خود اختصاص داده وعلت این توجه خاص به این موضوع را می توان وجود مقدار زیاد انرژی باد در ارتفاعات بالا دانست چرا که توان قابل اکتساب با ارتفاع گرفتن از سطح زمین مطابق شکل (۱ ) افزایش می یابد و تنها راه دستیابی به این ارتفاعات بالا استفاده از کایت ویا یک جسم پرنده قابل کنترل است. این ایده ابتدا در موسسه پلی تکنیک در شهر تورینو درکشورایتالیا به مرحله اجرا درآمد. ۱]و[۲
انرژی تولیدی دراین دستگاهها در دو فاز کشش و بازیابی تولید ومصرف می شود که آنها متعاقبا شرح داده خواهد شد ولازم به ذکر است بازده این سیستم به بالا بودن نسبت توان در کشش به توان در بازیابی است که اهمیت طراحی و کنترل را در فاز طراحی سیستم دو چندان می کند. [۳] درشکل (۲) یک شمای کلی از کارکرد کایت ژنراتور به تصویر کشیده شده است.
واژه های کلیدی:
کایت ژنراتور، انرژی بادی در ارتفاعات بالا، دینامیک، کنترل.

مقدمه:
حل مشکل ناشی از تولید برق به وسیله منابع فسیلی(به علت هزینه های بالا، محدودیت در مناطق، آلودگی زیاد، مشکلات محیطی و اقتصادی و …) یک مسئله اساسی است که راه حل غلبه بر آن استفاده از منابع تجدید پذیر که ارزان، قابل دسترس و بدون مخاطره برای محیط است می باشد.
در اولین قدم در پروژه کایت جن ( ( kite gen یک نمونه اولیه در مقیاس کوچک برای نشان دادن قابلیت کنترل پرواز کایت، تنها با کشیدن دو طناب آن و نگه داشتن آن به وسیله این طناب ها برای استخراج مقدار قابل توجهی از انرژی، مورد توجه قرار گرفت و توانایی شبیه سازی برای یک مدل آن بررسی شده است. [۴]
در پیکر بندی یویو( ( yoyo نشان داده شده در شکل( (۱ واحد کنترل کایت ( ( KSU به نمایش گذاشته شده است. در این قسمت از این دو عملگر الکتریکی در عمل کشیدن طناب ها برای کنترل پرواز و بهره گیری از آن برای دوره بازیابی استفاده شده است. این عملگرهای الکتریکی به رمین ثابت شده اند.
نتایج شبیه سازی که برای این نمونه اولیه بدست آمده است به این صورت است که در آن با استفاده از یک کایت با مساحت سطح مقطع ۱۰ m2و طول طناب۸۰۰ m بیش از ۴۰ kw انرژی تولید شده است. [۵]
پروژه کایت:
راه حل غلبه بر محدودیت تکنولوژی منابع قدرت بادی، پروژه کایت جن (kite gen) می باشد که اولین بار در شهر تورینو طراحی و ساخته شد که یک مدل جدید از ژنراتورهای بادی می باشد.
این پروژه معطوف روی تسخیر انرژی بادی با مفهوم کنترل طناب های ایرفویل که به آن کایت می گویند می شود. شکل( ۶] (۲و[۷ پروژه کایت طراحی و شبیه سازی شد به وسیله یک نمونه کوچک (در شکل( ( ۳ مشاهده می کنید) که در آن دو طناب متصل به کایت می باشد و این طناب ها به یک غلتک که کوپل با ژنراتور می باشد، متصل شده است و با حرکت کایت به وسیله باد، حرکت خطی طناب ها را به دورانی غلتک و در نهایت سبب تولید انرژی الکتریسیته می شود.
توان قابل اکتساب بر حسب ارتفاع از باد در جدول زیر امده است. [۸]

فاز کشش و ریکاوری:
انرزی تولیدی در این دستگاه در دو فاز کشش و ریکاوری تولید می شود.در مرحله ی اول که فاز کشش است مقدار مشخصی انرژی در اثرحرکت کابل ها توسط باد به وسیله کایت تولید می شود. وقتی که کابل به ماکزیمم کشش خود می رسد، آنگاه مر حله دوم که فاز ریکاوری است شروع می شود.[۵ ] در این مرحله بخش کوچکی از انرژی تولیدی در مرحله اول صرف برگرداندن کایت به حالت اولیه برای شروع یک مرحله جدید حهت تولید انرژی می شود که طبق نتایج شبیه سازی در حدود%۱۲ می باشد.[۱] عمل ریکاوری توسط موتورهای برقی که وینچ نام دارد انجام می شود. جهت بهینه سازی انرژی تولیدی یعنی تولید انرژی بیشینه با تابع هزینه ی کمینه نیاز به یک کنترل صحیح است که جهت یک کنترل صحیح داشتن یک مدل ریاضی یا دینامیک صحیح برای پرواز کایت می باشد.
تا کنون روش های زیادی برای تحلیل این دستگاه و ارتقای کیفیت آن انجام شده است که در این قسمت به تعدادی از آنها اشاره می کنیم.
در سال ۲۰۰۷ آقای فاگینو به همراه همکارانش جهت آنالیز دینامیکی و کنترل دستگاه روش هایی را ارائه داده اند که در قسمت آنالیز دینامیکی با استفاده از مختصات کروی و با فرض صلب بودن کایت معادلات غیر خطی حرکت آن را با استفاده از قانون دوم نیوتون بدست آورده و سپس با خطی سازی حول مسیرنامی سعی در بردن معادلات به فضای حالت و طراحی یک کنترولر کرده اند و با ساخت یک نمونه اولیه از دستگاه، توانایی پرواز آن را نشان داده اند. [۵] در سال ۲۰۰۸ تحقیقی تحت عنوان تخمین انرژی مکانیکی خروجی از ژنراتور های بادی انجام شده که در آن به آنالیز مدل سازی ژنراتور های بادی پرداخته شده است.
هدف اصلی از این کار برآورد انرژی خروجی برای یک مولد بادی بوده که یک فرمول تقریبی ساده برای متوسط انرژی مکانیکی تولید شده به دست آمده است. [۲]
در سال ۲۰۰۹ تحقیقی تحت عنوان برآورد راندمان تبدیل انرژی برای دستگاه انجام شد که به حل تحلیلی و شبیه سازی ژنراتور بادی پرداخته شده است. این کار بر اساس مدل ریاضی حرکت باد مخالف انجام شده است. [۱۱] در سال۲۰۱۰ تخمینی برای طراحی کابل ها و مدل سازی قسمت های مختلف کایت و آنالیز روئیت پذیری انجام شد که نتیجه ی آن مشاهده پذیر بودن کایت بوده است. [۱۲]
در همان سال های اولیه مدل های زیادی برای ارتقای دستگاه از قبیل چرخ و فلک و لادرمیل ارائه شد. در سال ۲۰۰۶ کاری تحت عنوان کنترل تعدادی کایت به صورت لادرمیل و ارتقای دستگاه پیشنهاد شد.
مفهوم لادرمیل ابتدا توسط (Oskols) مطرح شد. در این کار پایداری تولید انرژی با استفاده از توصیف پارامتر های تصادفی انجام شد .برای بیان و حل مشکل اولین بار توسط( ( Gitman در سال ۱۹۹۶ نظریه ای مطرح شد که در آن از یک سری روش های توصیف ریاضی استفاده شده بود. [۱۳] جهت کنترل صحیح زاویه که در اثر تغییر کشش در طناب ها به وجود می آید به عنوان ورودی و پارامترهای (r,Ѳ,ф) به عنوان پارامترهای خروجی در نظر گرفته شد. شکل (۴)

کنترل:
کنترل دستگاه بر اساس کنترل فیدبک از متغر های حالت کایت و بردارهای سرعت که باید به دقت تخمین زده شود، انجام می شود. هر کدام از ایرفویل های کایت به گونه ای که با یک جفت سه محوری شتاب سنج و یک جفت سه محوری مغناطیس سنج که روی این ایرفویل ها در لبه کناری آن قرار گرفته است، آراسته می شود. از این سنسورها جهت تشخیص موقعیت کایت و به دست آوردن سرعت کایت و انتقال داده ها به واحد فرمان استفاده می شود. برای صحت در تخمین از یک سری سنسور

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 10 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد