heal.abstract |
Τα τελευταία χρόνια, ο κλάδος της αιολικής ενέργειας κερδίζει συνεχώς έδαφος, αναπτύσσεται ταχύτατα και βρίσκεται στο επίκεντρο του παγκόσμιου ενεργειακού ενδιαφέροντος. Η οργάνωση των ανεμογεννητριών εντός ενός πάρκου έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του κόστους εγκατάστασής τους, όμως λόγω αλληλεπίδρασης με τις γειτονικές μηχανές παρατηρείται πτώση στη συνολική παραγόμενη ισχύ. Καθώς όμως, η τεχνολογία των ανεμογεννητριών ωριμάζει, το ενδιαφέρον μετατοπίζεται στην ενσωμάτωση ποικίλων αλγορίθμων ελέγχου ενός πάρκου, με στόχο τη μεγιστοποίηση της παραγόμενης ενέργειας. Επικρατέστερη και πολλά υποσχόμενη προσέγγιση σήμερα, αποτελεί η τεχνική της ανακατεύθυνσης του ομόρρου των ανεμογεννητριών με ρύθμιση της γωνίας απόκλισης τους, πάντα σε σχέση με την προσπίπτουσα ροή του ανέμου.
Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο την ανάπτυξη ενός υπολογιστικού εργαλείου για τον υπολογισμό του ομόρρου των ανεμογεννητριών, το οποίο βασίζεται στη μεθοδολογία που χρησιμοποιείται στο εργαλείο FLORIS, καθώς και τη σύνδεσή του με έναν αλγόριθμο βελτιστοποίησης προς μεγιστοποίηση της παραγόμενης ενέργειας ενός αιολικού πάρκου. Σκοπός αρχικά είναι η επαλήθευση των αποτελεσμάτων που παράγονται από το μοντέλο, για μία ανεμογεννήτρια υπό κλίμακα, πραγματοποιώντας σύγκριση με τις πειραματικές μετρήσεις που λήφθηκαν σε περιβάλλον αεροσήραγγας στο Πολυτεχνείο του Μιλάνο.
Στη συνέχεια, πραγματοποιείται ανάλυση και διόρθωση στις τιμές των παραμέτρων του μοντέλου ώστε τα αποτελέσματα να συνάδουν ικανοποιητικά με τις αντίστοιχες μετρήσεις αναφοράς και επιλέγεται ένα ενιαίο σύνολο τιμών για την επακόλουθη έρευνα. Έπειτα με χρήση των νέων τιμών, πραγματοποιούνται πειράματα σε ένα υπό κλίμακα αιολικό πάρκο. Πιο συγκεκριμένα, μελετάται ο παραγόμενος συντελεστής ισχύος κάθε μίας εκ των τριών ανεμογεννητριών του πάρκου σε σχέση με τη γωνία απόκλισης της ανάντι μηχανής, για δύο διαφορετικές διατάξεις ανεμογεννητριών.
Το βελτιωμένο μοντέλο πλέον, χρησιμοποιείται για την εύρεση των γωνιών απόκλισης των ανεμογεννητριών ενός αιολικού πάρκου το οποίο αποτελείται από μεγάλο αριθμό μηχανών, τοποθετημένων σε βέλτιστη διάταξη με τις κύριες κατευθύνσεις του ανέμου που επικρατούν στην περιοχή, με σκοπό τη μεγιστοποίηση της παραγόμενης ισχύος. Με βάση αυτή τη διάταξη, καταγράφονται οι γωνίες απόκλισης που οδηγούν στη μέγιστη ενέργεια και στη συνέχεια υπολογίζεται ο συντελεστής απόδοσης του πάρκου.
Τέλος, παρουσιάζεται η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων και η εξαγωγή συμπερασμάτων, καθώς και προτάσεις για περαιτέρω διερεύνηση. |
el |