Βελτιστοποίηση απόδοσης αιολικού πάρκου με εφαρμογή τεχνικών ελέγχου απόκλισης των ανεμογεννητριών

Μπούζος, Μιχαήλ; Bouzos, Michael

dc.contributor.author	Μπούζος, Μιχαήλ	el
dc.contributor.author	Bouzos, Michael	en
dc.date.accessioned	2025-01-17T11:23:10Z
dc.date.available	2025-01-17T11:23:10Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60869
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28565
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Γωνία απόκλισης	el
dc.subject	Ανεμογεννήτριες	el
dc.subject	Ομόρρους	el
dc.subject	Αιολικό Πάρκο	el
dc.subject	Optimizer	en
dc.subject	Yaw angle	en
dc.subject	Wind turbines	en
dc.subject	Wake effect	en
dc.subject	Wind park	en
dc.title	Βελτιστοποίηση απόδοσης αιολικού πάρκου με εφαρμογή τεχνικών ελέγχου απόκλισης των ανεμογεννητριών	el
dc.title	Optimization of wind farm performance using yaw control techniques of wind turbines	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Προγραμματισμός	el
heal.classification	Μηχανική ανεμογεννητριών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-25
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια, ο κλάδος των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, και ειδικότερα, της αιολικής ενέργειας έχει βρεθεί στο επίκεντρο του παγκόσμιου ενεργειακού ενδιαφέροντος και συνεχίζει να καταγράφει εντυπωσιακή ανάπτυξη. Η ορθή χωροθέτηση και οργάνωση των ανεμογεννητριών των αιολικών πάρκων επιτρέπει τη μείωση του κόστους εγκατάστασης, αλλά η αλληλεπίδρασή τους με τις γειτνιάζουσες ανεμογεννήτριες μπορεί να επηρεάσει την τελική τους απόδοση. Καθώς η τεχνολογία ωριμάζει, αυξάνεται το ενδιαφέρον για την ενσωμάτωση προηγμένων αλγορίθμων ελέγχου που στοχεύουν στην αποτελεσματική και αποδοτικότερη εκμετάλλευση της ενέργειας που παράγεται. Μια προσέγγιση με σημαντικό ενδιαφέρον είναι η τεχνική της ανακατεύθυνσης του ομόρρου των ανεμογεννητριών, ρυθμίζοντας τη γωνία απόκλισης τους για να μεγιστοποιηθεί η ενεργειακή απόδοσή τους σε διαφορετικές συνθήκες ανέμου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται χρήση και εφαρμογή ενός υπολογιστικού εργαλείου για τον υπολογισμό του ομόρρου των ανεμογεννητριών, εφαρμόζοντας μια προηγμένη μεθοδολογία που βασίζεται στο εργαλείο FLORIS. Ύστερα, γίνεται σύνδεση με έναν γενετικό αλγόριθμο βελτιστοποίησης που χρησιμοποιήθηκε με στόχο την βελτίωση της παραγωγής ενέργειας ενός αιολικού πάρκου, γύρω από τα αποτελέσματα του οποίου εστιάζει η μελέτη και ανάλυση που πραγματοποιείται. Η έρευνα αρχικά επαληθεύει την ακρίβεια του μοντέλου ομόρρου και το πιστοποιεί για τρεις ανεμογεννήτριες υπό κλίμακα σε τρεις διαφορετικές διατάξεις, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με πειραματικές μετρήσεις από αεροσήραγγα. Στη συνέχεια, διαμορφώνεται η διαδικασία βελτιστοποίησης η οποία εφαρμόζεται σε μία από τις παραπάνω διατάξεις και πιστοποιεί τον βελτιστοποιητή. Με βάση αυτά, διενεργούνται πειράματα σε πραγματικό αιολικό πάρκο 80 μηχανών για τη μελέτη της παραγόμενης ισχύος σε σχέση με τη γωνία απόκλισης. Το μοντέλο εφαρμόζεται για τη βελτιστοποίηση των γωνιών απόκλισης αρχικά για τις ανεμογεννήτριες της πρώτης σειράς και ύστερα και για τις ανεμογεννήτριες της δεύτερης σειράς, λαμβάνοντας υπόψη την κυρίαρχη κατεύθυνση του ανέμου στην περιοχή για την απόδοση μέγιστης παραγόμενης ισχύος. Τέλος, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αναλυτικά, εξάγονται συμπεράσματα και διατυπώνονται προτάσεις για μελλοντικές έρευνες, συμβάλλοντας στη συνεχή βελτίωση της απόδοσης και της βιωσιμότητας των αιολικών πάρκων.	el
heal.abstract	In recent years, the renewable energy sector, and wind energy in particular, has been at the centre of global energy interest and continues to record impressive growth. The proper positioning and organisation of wind turbines in wind farms allows for a reduction in installation costs, but their interaction with neighbouring wind turbines can affect their final performance. As the technology matures, there is a growing interest in incorporating advanced control algorithms aimed at efficient and more effective exploitation of the energy produced. One approach of considerable interest is the technique of wake steering of wind turbines, adjusting their yaw angle to maximize their energy output in different wind conditions. In this thesis, a computational tool for calculating the wake of wind turbines is used and applied, implementing an advanced methodology based on the FLORIS tool. Subsequently, a genetic optimization algorithm is integrated with the aim of improving the energy production of a wind farm, is integrated, with the study and analysis focusing on its results. The research first verifies the accuracy of the wake model and validates it for three scaled wind turbines in three different layouts, comparing the results with experimental wind tunnel measurements. Then, the optimization procedure is formulated which is applied to one of the above layouts and certifies the optimizer. Based on this, experiments are carried out on a real 80-machine wind farm to study the power generated in relation to the yaw angle. The model is applied to optimize the yaw angles initially for the first row wind turbines and then for the second row wind turbines, considering the prevailing wind direction in the region for maximum power generation performance. Finally, the results are presented in detail, conclusions are drawn and suggestions for future research are made, contributing to the continuous improvement of the performance and sustainability of wind farms.	en
heal.advisorName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Γκιοτσαλίτης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	50 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false