فایل ورد قابل ویرایش

توضیحی مختصر از مقاله  :

ارائه مدل و نقش ژنراتور القايي در توربين برق امواج

خلاصه

در اين مقاله ضمن معرفي و تشريح سيستم نيروگاه توليد برق از انرژي امواج، عملكرد توربين برق بادي با در نظر گرفتن پارامترهاي تجربي آن مورد بررسي قرار مي‎گيرد. مولد مدل مربوطه يك ژنراتور القايي150 كيلوواتي متصل به شبكه محلي مي‎باشد. تغييرات در توان ژنراتور مزبور متأثر از طول موج و نوسانات فصلي در امواج دريا مي‎باشد كه موجب نوسانات زودگذر ولي قابل توجهي در بازدهي ژنراتور مي‎گردد. نوسانات مزبور تحت عنوان حالت ترانزيت تواتري، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است و منحني مختصات هر يك تشريح شده است. نتايج اين مقاله در طراحي بهينه توربين‎هاي توليد برق از انرژي امواج مؤثر مي باشند.

واژه‎هاي كليدي : ژنراتور القايي، توربين برق امواج

1ـ مقدمه

امواج در اثر انتقال انرژي از باد به دريا به وجود مي‎آيند. نرخ اين انتقال انرژي بستگي به سرعت باد و مسافتي دارد كه در طول آن باد با سطح آب در تماس است. قدرت موج بر حسب كيلوولت بر متر مي‎باشد كه بيانگر نرخ انتقال انرژي از عرض يك مسير معيني به طول يك متر و موازي با جبهه موج مي‎باشد. بالاترين دانسيته انرژي امواج در سواحلي كه در معرض ميدان وزش بادهاي طولاني و مستمر قرار دارند به وجود مي‎آيد. علي‎رغم پوشش بيش از دو سوم كره زمين توسط درياها و وجود سواحل گسترده و مساعد جهت استحصال انرژي كلان نهفته در امواج نيرومند درياها متأسفانه بشر نتوانسته است به صورت بايسته‎اي از اين منبع عظيم انرژي بهره‎برداري نمايد. در طي قرن اخير، ايده استحصال انرژي از امواج كماكان به صورت پراكنده مطرح بوده است ولي عملاً در راستاي اين امر در دهه 1970 تعدادي از كشورها از جمله انگلستان، آمريكا، هندوستان، ژاپن، ايرلند و كانادا پروژه‎هايي غالباً در سطوح آزمايشي و تحقيقاتي راه‎اندازي نموده‎اند. آنچه باعث تفكيك سيستمهاي تبديل انرژي امواج مي‎گردد مبتني بر روشي است كه توربين امواج را به حركت در مي‎آورد [2ـ1]. اين روشها عبارتند از: بالا و پايين رفتن (Heaving)، بالا و پايين رفـــتــن و غــلتيــــدن (Heaving & Pitching)، غلــتيـــدن و نوســـان ستــــون آب                    (Osciallating Water Column) و پس‎زني (Surge) .

يك سيستم تبديل انرژي امواج را مي‎توان به سه بخش ايجاد حركت، توربين و بخش ژنراتور الكتريكي تفكيك نمود. بخش تحرك كه موجب حركت توربين مي‎شود متناسب با روشهاي چهارگانه فوق‎الذكر داراي اشكال و سازه‎هاي مختلفي مي‎باشد ولي عموماً روش ستون نوسانگر آب يا OWC روشي است كه در اغلب پروژه‎هاي بهره‎برداري از انرژي امواج عمل جذب انرژي امواج، جهت انتقال به توربين را عهده‎دار مي‎باشد. از جمله نيروگاه‎هاي برق امواج از نوع OWC، نيروگاه‎هاي 75، 150 و 50 كيلوواتي مي‎باشند كه به ترتيب در كشورهاي انگليس، هند و ژاپن به عنوان پروژه‎هاي تحقيقاتي و آزمايشي احداث و راه اندازي شده‎اند. در اين مقاله نيروگاه 150 كيلوواتي مستقر در بندر ويزينجام واقع در استان كرلا كشور هندوستان كه نگارنده در تحقيقات و طراحي بخش الكتريكي آن مشاركت داشته است به عنوان مدل پروژه اين كار تحقيقاتي مورد بررسي و تحليل قرار مي‎گيرد.

2ـ مدل پروژه توربين برق امواج

اين پروژه تحقيقاتي توسط بخش بهره‎برداري و توسعه اقيانوسهاي هندوستان اجرا شده است. بخشهاي الكتريكي پروژه توسط گروه ماشينهاي الكتريكي دانشكده برق و الكتريك “ IIT ” دهلي برنامه‎ريزي و طراحي شده است. اولين ژنراتور القايي جهت تبديل نيروي امواج با ظرفيت 150 كيلووات توسط گروه مزبور و با تحقيق نگارنده در سال 1994 طراحي گرديد و متعاقباً اين ژنراتور طبق مشخصات طراحي شده توسط كمپاني كيلسكر هندوستان ساخته شد. در حال حاضر نيروگاه مزبور با موفقيت كامل تحت بهره‎برداري مي‎باشد. شكل شماره (2) اسكلت اين واحد نيروگاه برق امواج را نشان مي‎دهد. مشخصات بخشهاي مختلف اين نيروگاه به شرح زير مي‎باشند: