تحلیل عددی و بهینه سازی انرژی توربین بادی سایز کوچک

در راستای توسعه ی توانایی های علمی و تحقیقاتی کشور در حوزه انرژی های نو، به ویژه در جهت بومی سازی فن آوری هایساخت توربین های بادی کوچک ساونیوس پژوهش حاضر در تلاش است تا با طراحی پره های جدید، تعیین نیروهای لیفتو درگ و ایجاد زاویه پیچش در پره ها بازدهی و گشتاور این نوع را افزایش دهد. ازاین رو در این پژوهش با انتخاب یک نوعپره باتر فلای و مدل CH-50 با توان خروجی 65 وات الکتریکی در نرم افزار سالید ورکس گردید. سپس با استفاده از اصول دینامیک محاسباتی سیالات (CFD) در محیط نرم افزار COMSOL5.2a با استفاده از الگوی k-ω و روش محورهای مختصات محور چندگانه(MRF) شبیه سازی شده اند. شبیه سازی برای تعیین عملکرد این پره ها در سرعت باد 4 متر بر ثانیه صورت گرفته است و ضریب توان بیشینه 0/29 از این راه به دست آمده است. هدف اصلی این پژوهش استفاده از این میکروتوربین بادی برای بکار انداختن یک آب شیرین کن بوده است و در مرحله بعدی با توجه به میزان سرعت باد در شهر یزد مورد بررسی قرار گرفت. البته تغییر پذیری و پایداری باد در این مرحله مورد بررسی نیز قرار گفت. متوسط سرعت باد در یزد به صورت سالیانه 2/2 متر برثانیه در ارتفاع 20 متری در ایستگاه سینوپتیک یزد براورد گردید. ولی پژوهشها در مورد استفاده آب شیرین کن از میکروتوربین بادی نشان داد بازگشت سرمایه این میکرو توربین برابر 39 سال است که این عدد با توجه به نرخ خرید برق 5700 ریال در سال 95 است. البته این عدد بازگشت سرمایه بستگی به نرخ سرعت در مناطق مختلف ایران دارد که اگر سرعت باد در مناطق به 8 متر برثانیه برسد این مقدار به 5 ماه می رسد. درمرحله بعدی با مقایسه هزینه همتراز شده استفاده آب شیرین کن با موتور برق گازی و گازوییلی و میکروتوربین بادینشان داده شد که اگر قیمت گاز به مقدار واقعی نزدیک شود نیز استفاده از میکرو توربین بادی مقرون به صرفه خواهد.

Keywords:

پره ساونیوس , تحلیل عددی , بهینه سازی , توربین باد کوچک