روش های نوین تولید انرژی الکتریکی از باد

سه راه متنوع دیگر در کنترل انرژی بادی را در ادامه میخوانیم.

توربین های بادی جدید

انواع گوناگونی از توربین های بادی در دنیا مورد بهره وری قرار گرفته اند. در این مقاله 9 راه متفاوت برای مهار کردن انرژی بادی مورد بررسی قرار داده شده است.

اگر یک توربین بادی معمولی سه پره را تصور کنید، ممکن است بزرگ به نظر برسد. این توربین‌ها  محور افقی نامیده می‌شود و رایج‌ترین راه برای مهار کردن انرژی باد است که تکنولوژی آن صدها سال است وجود دارد. اما آیا به نظرتان این موثرترین راه برای تولید انرژی باد است؟

بسیاری از مردم میگویند نه! اما بعضی از آن‌ها تصمیم می‌گیرند توربین خودشان را به امید بهبود بخشیدن تکنولوژی حاضر، طراحی کنند و بسازند. 9 تا از طراحی‌هایی که شاید روزی تبدیل به توربین استاندارد جدید شوند، در ادامه معرفی شده است.

 

راه اول: توربین های بادی محور عمودی (vertical wind turbine)

یکی از رایج‌ترین توربین‌های متفاوت، توربین محور عمودی است. توربین خاصی که در شکل زیر مشاهده می کنید از سال 1993 به‌کار گرفته شده و 4 مگا وات انرژی تولید می‌کند. توربین‌های محور عمودی مزایای بسیاری نسبت به مدل افقی‌شان دارند، به طور خاص، این توربین همه سویه است، به این معنی که نیاز ندارد برای قرار گرفتن در مسیر باد تغییر جهت دهد. این‌کار باعث می‌شود توربین‌های‌ محور عمودی در محیط‌های بادی آشفته بسیار آسان‌تر و موثرتر واقع شوند. مزایای دیگر آن نگهداری راحتتر به‌دلیل قرار گرفتن ژنراتور و گیربکس در سطح زمین و فاصله نزدیکتر توربین ها به یکدیگر به خاطر پهنای کمتر آن‌ها می‌باشد.

اما این توربین‌ها برای خودشان معایبی نیز دارند، به‌طور خاص آن‌ها خیلی پایدار نیستند. توربین‌های محور عمودی به دلیل نیروهای نامتوازنی که به آن‌‌ها اعمال می‌شود تنش‌های اساسی تجربه می‌کنند و این می‌تواند باعث شود که زودتر از یک توربین بادی معمولی ازکار بیفتد. با این حال توربین های محور عمودی هنوز کم و کاستی‌هایی دارند و بر روی بسیاری از طراحی‌های مختلف دیگر آن  می‌توان کار کرد.

راه دوم: توربین ارتفاع بالا (Altaeros Energy)

توربینی که در ارتفاع بالاتر قرار می‌گیرد، انرژی بیشتری را می‌تواند تولید کند. بادهای ارتفاع بالا پایدار و قوی هستند، اما چالش واقعی این است که توربین هزاران پا بالاتر از زمین قرار بگیرد. رایج‌ترین راه حل، بالن‌های بزرگ بادی است که به ایستگاه‌های زمینی متصل می‌شوند که Altaeros Energy ‎ از توربین هوابرد شناورشان (BAT)  برای این کار استفاده کرده‌است.

اساسا یک توربین بادی کوچک در داخل یک بدنه پر از هلیوم بزرگ قرار دارد و تمام دستگاه در حدود 2000 پا به سمت بالا شناور است. این توربین بادی شناور ارتفاع بالا، به وسیله سه بلبرینگ تحمل بار و یک کابل مسی برای انتقال برق به یک ایستگاه زمینی متحرک متصل می‌شود. برای به حداکثر رساندن بهره‌وری، BAT می‌تواند به سمت بالا و پایین حرکت کند و خود را به تندبادهای قوی هدایت کند.

هدف شرکت Altaeros Energy ساختن توربین بادی ارزانتر، کارآمدتر با نصب راحت‌تر نسبت به توربین‌های قدیمی است. برپایی BATها کمتر از یک روز طول می‌کشد و توان تولیدی آن در مقایسه با توربین‌های مشابه زمینی دو برابر بیشتر است. BAT ها می‌توانند جوابگویی توان پایدار در ارتباط‌های از راه دور، جایی‌که نصب کردن توربین‌های استاندارد خیلی سخت است را فراهم آورند.

9‏ راه خارق العاده که میتوانیم انرژی بادی را تحت کنترل در آوریم

توربین طوفانی Challenergy

challenergy ژاپن یک توربین با توانایی مهار تندباد (بادهای مخرب و طوفان‌های متداول ژاپن) ساخته است. این توربین با استفاده از یک طراحی ایده‌آل بسیار با دوام در برابر نیروهای طوفان مقاومت کند.

این توربین از یک شافت عمودی استفاده می کند و جایگزین تیغه‌های استاندارد، ستون‌های عمودی استفاده شده‌است که از اثر مگنوس استفاده می‌کند و نیرویی هنگام چرخش در باد ایجاد می‌کند.

این طراحی اجازه می‌دهد تا سرعت توربین کنترل شود بنابراین میزان چرخش را حتی در تندبادها، پایدار نگه می دارد (بر خلاف توربین‌های عادی که در این شرایط قفل می‌شوند) همچنین این توربین در بادهای آشفته و بدون جهت هم بهتر کار می‌کند، البته این پایایی هزینه بر است.

ظاهرا بازده این توربین‌ها، 10 درصد کمتر از توربین‌های بادی معمولی است، اگرچه هنوز این توربین در باد و طوفان‌های واقعی آزمایش نشده است و اینکه این توربین به صورت مورد انتظار کار می‌کند یا نه، یک سوال بی‌جواب است.

چرا توربین‌های بادی پیشرفته سه پره دارند؟

غالبا توربین های بادی سه پره دارند و شاید این سوال برای شما مطرح شده باشد که علت آن چیست. ادامه مطلب شما را کمک خواهد کرد

انرژی باد

انرژی بادی ارزان و تجدید پذیر است و از همه مهمتر به محیط زیست آسیب نمیرساند؛ انتظار می‌رود که انرژی بادی به یکی از رو به رشد ترین منابع انرژی در دنیا تبدیل شود. به این معنی که در آینده توربین های بادی به شکل فزاینده‌ای در سرتاسر جهان قابل رویت خواهند بود بدین صورت که در مواجهه با هر توربین بادی یک سوال مهم پرسیده می‌شود:

چرا توربین های بادی به این شکل کنونی ساخته شده اند؟ چرا توربین‌های بادی سه پره دارند ؟

اگر شما تاکنون شانس دیدن توربین های بادی در لحظه شروع به کار را داشته اید، متوجه خواهید شد که پره‌های توربین بادی به آهستگی شروع به چرخش می کنند و پس از آن سرعت آنها سریع و سریع تر می شود. که این عامل به خاطر طراحی آئرودینامیک پره های توربین‌های بادی می‌باشد.

پره‌های توربین‌های بادی مانند بال های هواپیما مقطعی ایرفویل شکل (airfoil) دارند. که این مقطع در اثر قرار گرفتن در راستای باد با تغییر زاویه، نیروی درگ و لیفتی ایجاد میکند که این نیروها منجر به دوران پره های توربین می شود.

حال هرچه تعداد پره های توربین های بادی بیشتر باشد تورک (گشتاور) بیشتر و سرعت دورانی کمتر می‌شود؛ در ضمن بخاطر افزایش نیروی درگ اعمال شده مقاومت جریان باد ناشی از گردابه هایی که در پشت این پرها شکل میگیرد هم به آن اعمال می شود. اما توربین هایی که برای تولید الکتریسیته بکار می روند نیاز به عملکرد در سرعت های بالاتری دارند و در واقع گشتاور بیشتری نیاز ندارند. بنابراین تعداد کمتر پره ها منجر به تولید بهتر انرژی خواهد شد.

چرا بجای دو پره از سه پره استفاده شده است؟

بنابراین با توضیحات مطرح شده توربین های بادی با دو پره بهترین حالت طراحی و بازده را خواهند داشت اما در این حالت توربین های بادی تحت تاثیر پدیده لرزش همانند انحراف در ژیروسکوپ ها قرار میگیرند.

با افزایش تعداد پره‌ها شدت ارتعاشات کاهش می یابد؛ بنابراین در توربین های سه پره در مقایسه با دو پره میزان سر و صدا و استهلاک کمتر است.

از آنجایی که توربین های بادی همیشه باید در مقابل باد قرار گیرند، پره ها باید توانایی تغییر جهت عمودی را زمانی که تغییری در جهت باد ایجاد می شود داشته باشند. این پدیده به حرکت یاو (Yaw motion) اشاره دارد. در سیستم های با دو پره، وقتی پره‌ها به صورت عمودی قرار می‌گیرند (در یک خط با برج و محور دوران توربین بادی)، مقاومت خیلی کمی در برابر حرکت yaw وجود خواهد داشت.

منبع:

سایت های

Popularmechanics

Explorecuriocity

مدار واسط برد DSP

در سیستمهای آزمایشی مبتنی بر کنترل کننده DSP،  همواره یکی از مهمترین دغدغه های کاربران، محافظت از DSP برای جلوگیری از خراب شدن آن، عدم نویزپذیری کنترل کننده، تغییر سطح ولتاژی و بافر نمودن ورودیها و خروجیها و نیز محافظت ورودیهای آنالوگ کنترلر در برابر سیگنالهای آنالوگ خارج از محدوده مجاز  بوده است. همچنین امکان دسترسی ساده و امن به پایه های کنترل کننده در اغلب مدارات DSP فراهم نیست. برای رفع تمامی این نواقص و ایجاد بستر سخت افزاری مناسب برای استفاده از بردهای DSP در انجام پروژه های تحقیقاتی الکترونیک قدرت، شرکت ریزپردازان اقدام به طراحی و  ساخت بردهای واسط DSP مطابق با پروژه های تحقیقاتی و به صورت سفارشی مینماید.

مدارهای واسط DSP به منظور ایجاد ایزولاسیون مناسب بین مدار DSP و سایر اجزای مجموعه آزمایش و نیز تقویت سیگنالهای کنترلی، طراحی و ارائه می شوند. اتصالات روی این بردها مطابق با نیاز هر پروژه و به صورت سفارشی طراحی و ساخته میشوند. برای ایجاد سهولت در پیکره بندی سیستم نمونه، طراحی ورودی و خروجی ها به صورت هماهنگ با سایر ماژول های تولیدی شرکت انجام می شود.

مهمترین  ویژگیهای مدار واسط DSP را میتوان در موارد زیر برشمرد:

• محافظت از ورودیهای آنالوگ DSP در برابر سیگنالهای خارج از بازه ۰ تا ۳٫۳ ولت
• قرار گرفتن بافر در مسیر سیگنالهای خروجی DSP، به منظور تقویت و تغییر سطح ولتاژ سیگنالهای فرمان
• قرار گرفتن بافر در مسیر سیگنالهای ورودی به منظور تضعیف و کاهش نویزپذیری کنترل کننده
• قابلیت قرار گرفتن برد DSP به طور مستقیم  بدون نیاز به سیم کشی
• خروجی اضافی ۵ ولت با قابلیت جریان دهی ۰٫۵ آمپر برای استفاده در سایر بخشهای سیستم
• تغذیه توسط سیستم SQPS

سنسور جریان DC/AC

ویژگی ها

• اندازه گیری جریان AC و DC تا ۲۰ آمپر
• امکان تنظیم ولتاژ آفست بین صفر تا ۲,۵ ولت بر اساس ولتاژ مرجع مبدل آنالوگ به دیجیتال و شکل موج ورودی
• خروجی قابل تنظیم بین صفر تا ده درصد جریان ورودی
• تغذیه توسط سیستم SQPS
• حفاظت اضافه جریان یا اتصال کوتاه توسط فیوز
• ابعاد ۴۰ × ۹۰ × ۱۱۵ میلی متر
• امکان نصب بر روی تابلو

برای سفارش این محصول یا طرح هر گونه سوال با ما تماس بگیرید.

نحوه تنظیم

دو عدد پتانسیومتر در لبه انتهایی برد تعبیه شده است. با استفاده از پتانسیومتر P2 می توانید آفست خروجی را بین ۰ تا ۲٫۵ ولت تنظیم نمایید. همچنین با پتانسیومتر P1 می توانید Scale سیگنال خروجی را تعیین نمایید. تنظیم آفست و Scale سیگنال به شما کمک می کند سطح سیگنال خروجی را با توجه به بازه تغییرات جریان برای قرائت میکرو کنترلر مناسب سازید.

برای تنظیم آفست، ولت متر را به خروجی دستگاه وصل نموده و در حالتی که جریان ورودی صفر است ولتاژ خروجی را قرائت نمایید. با تنظیم پتانسیومتر P2 می توانید آفست را روی مقدار دلخواه تنظیم نمایید.

بعد از تنظیم آفست خروجی، به کانکتور ورودی جریان تزریق نموده و ولتاژ خروجی را قرائت کنید. با چرخاندن پتانسیومتر P1 می توانید دامنه ولتاژ خروجی را Scale نمایید. به عنوان مثال اگر می خواهید ۵% جریان ورودی در خروجی ظاهر شود و آفست را روی ۱٫۵ ولت تنظیم کرده اید، با تزریق ۵+ آمپر جریان باید P1 را چنان تغییر دهید که در خروجی ولتاژ (۱٫۷۵=۰٫۰۵*۵+۱٫۵) ولت مشاهده نمایید.

سعی کنید اندازه گیری های خود را دقیق و حتی الامکان با یک دستگاه انجام دهید.

دانلود کتاب الکترونیک قدرت رشید

الکترونیک قدرت از مباحث مهندسی الکترونیک است که به پردازش انرژی الکتریکی می پردازد. درواقع به این مهم می پردازد که چگونه می توان با مبدل های الکترونیک قدرت از منبع انرژی الکتریکی انرژی بار را تأمین کرد.

هدف کتاب الکترونیک قدرت:

ایجاد شناخت از عناصر و سیستمهای الکترونیک و ارائه پایه های لازم به منظور انتخاب صحیح، تحلیل، طراحی و بهینه سازی ادوات و سیستم های الکترونیکی می باشد.

هدف الکترونیک قدرت ایجاد آشنایی با عناصر و سیستمهای الکترونیک قدرت و ارائه پایه های لازم برای انتخاب صحیح، تحلیل، طراحی و بهینه سازی تجهیزات سیستم های الکترونیک قدرت است.

این فایل که به صورت pdf آماده شده است شما را با ادوات الکترونیک قدرت، مدارها یا سیستم ها و کنترل سیستم های الکترونیک قدرت،مدارهای جانبی،سازگاری الکترومغناطیسی EMC، مدیریت گرمایی و… و هم چنین ترانزیستور ماسفت قدرت آشنا می کند.

همچنین کتاب الکترونیک قدرت رشیدی به زبان ترجمه شده به فارسی برای دانلود رایگان در اختیارتان قرار داده شده است. فهرست این کتاب به این شرح است :

1. عناصر نیمه هادی قدرت
2. مدارهای یکسوکننده
3. روشهای کموتاسیون
4. سوئیچ های استاتیکی
5. کنترل کننده های ولتاژ ac
6. چاپر ها (برشگرها)
7. اینورترها(معکوس کننده ها)
   دانلود در ادامه مطلب
    

دانلود رایگان جزوه الکترونیک قدرت دانشگاه صنعتی شریف

یکی از دروس اصلی آزمون دکتری برق قدرت
درس الکترونیک قدرت هستش اینم یه  جزوه درس الکترونیک قدرت  دانشگاه صنعتی شریف
برای آزمون دکتری برق ، مطالعه این جزوه برای درس الکترونیک قدرت
پیشنهاد میشه

دانلود در ادامه مطلب