دانلود پایان نامه های دانشگاه ها

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق (گرایش قدرت)

 

بررسی حالات گذرای الکترومغناطیسی درتوربین های بادی

 

 

 

 

 

استاد راهنما:

دکتر محمد محمدی

 

 

 

 

 

 

اسفند ماه 92

 

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده بررسی حالات گذرای الکترومغناطیسی در توربین­های بادی به کوشش حمید صمصامی   با توسعه روز­افزون توربین­های بادی، بالا بردن کارآیی آن حیاتی تر شده است. یکی از فاکتور­ها برای سنجش کارآیی توربین بادی، عملکرد آن در قبال مسائل حالت گذرا است. پدیده هایی که منجر به ایجاد حالات گذرای الکترومغناطیسی بر روی مزرعه بادی می شوند، به دو مقوله صاعقه و کلید­زنی تقسیم بندی شده است، که هر کدام به دو زیر ­شاخه تقسیم شده­اند: مطالعات درون سیستم و مطالعات درون شبکه ای. در بخش صاعقه، مواردی از جمله میزان تاثیر­پذیری مبدل ها از صاعقه، نقش سیستم زمین در اضافه ولتاژ­ها، تاثیر ارتفاع توربین بر اضافه ولتاژ­ها، تاثیر وجود هر یک از برقگیر­ها بر کاهش اضافه ولتاژ­ها، تاثیر طراحی مزرعه (وجود یا عدم وجود ترانسفورماتور­های افزاینده) بر اضافه ولتاژ­ها، برخورد صاعقه به خط انتقال متصل به مزرعه و تاثیر آن بر توربین ها و برخورد صاعقه به ناسل توربین مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در بخش کلید­زنی، عوامل اصلی کلید­زنی در دو حوزه بررسی شده است: کلید­زنی بر روی سیستم DFIG و کلید­زنی بر روی شبکه. از جمله عامل­های کلید­زنی بر روی سیستم DFIG می توان به سنکرون کردن توربین ها با شبکه، بی برق کردن توربین ها، وصل بانک های خازنی و بروز خطا­های ناخواسته بر روی مبدل­ها اشاره کرد. در حوزه کلید­زنی بر روی شبکه تنها به قطع و وصل خطوط اشاره شده است. برای رسیدن به این اهداف، این پایان­نامه در پنج فصل تدوین شده است. در فصل اول مقدمه ای اجمالی بر توربین­های بادی شامل معرفی انواع تقسیم بندی­های توربین­ها و همچنین معرفی اجزای یک توربین بیان شده است. حالت­های گذرای ممکن در یک DFIG در فصل دوم گنجانده شده است که شامل دو حوزه صاعقه و سوییچینگ می شود. فصل سوم به مدل سازی توربین بادی با ژنراتور DFIG پرداخته است. نتایج شبیه سازی که بوسیله مدل ارائه شده در فصل سوم بدست آمده است، در فصل چهارم گنجانده شده است و در انتها، نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات جهت مطالعات آتی در فصل پنجم شرح داده شده است.

 

فصل اول

مقدمه ای بر توربین­های بادی

 

 

1-1- مقدمه

 

آنچه اکنون به عنوان یکی از بزرگترین مشکلات جهانی، بشر را تهدید می کند، کمبود انرژی و آلودگی هوا بر اثر استفاده از سوخت های فسیلی است. برای رفع این معضل بزرگ، از مدت ها پیش پژوهشگران و دانشمندان، مطالعه و تحقیق برای استفاده از انرژی های تجدید­پذیر و پاک را شروع کرده اند. از گذشته های نه چندان دور، راه حل هایی برای تولید انرژی از منابع طبیعی مورد مطالعه قرار گرفته و عناصری مانند آفتاب، آب، باد و امواج اقیانوس ها مورد توجه قرار گرفته است و دانشمندان می کوشند با استفاده از این عناصر طبیعی، مشکل انرژی را حل کنند که پی آمد آن، کاهش آلودگی هوا و محیط زیست سالم خواهد بود. استفاده از قایق ها و کشتی های بادبانی و آسیاب های بادی و آبی، استفاده وسیع از انرژی آفتاب در مقاصد گرمایش و سوزاندن چوب و امثال آن برای تولید حرارت، تعبیه باد­گیر های طبیعی برای سرمایش اماکن مسکونی و بسیاری موارد دیگر از جمله مثال های بارز استفاده انسان از منابع انرژی طبیعی می باشد.

با گذشت زمان و در اثر رشد جوامع و پیچیده تر شدن صنعت و تکنولوژی، نیاز بشر به منابع انرژی شدت یافت و کشف و بهره برداری وسیع منابع فسیلی را ناگزیر نمود. در دنیای امروز، انفجار جمعیت و ارتقاء سطح زندگی و رفاه انسان ها که نیاز به منابع انرژی را بیش از پیش شدت بخشیده است از یک طرف، و آسیب ها و تهدیدات روزافزونی که استفاده بی رویه از انرژی های فسیلی به طبیعت و محیط زیست وارد کرده و می کند از طرف دیگر، ادامه این روند را غیر ممکن ساخته است. لذا، بشر با نگاهی دوباره به خورشید، باد و سایر منابع طبیعی پاک و لایزال، سعی نموده است که وابستگی خود به منابع فسیلی را تا حد امکان کم نماید. یکی از ارزان­ترین و سهل الوصول ترین آنها انرژی باد است [1]. بررسی میزان استفاده از این انرژی در سال­های اخیر به خوبی گویای اهمیت و جایگاه آن در تامین انرژی در سطح جهان می باشد..

• مزایای بهره برداری از انرژی باد

انرژی باد نیز مانند سایر منابع انرژی تجدید­پذیر، از ویژگی ها و مزایای بالایی نسبت به سایر منابع انرژی برخوردار است که اهم این مزایا عبارتند از:

• عدم نیاز توربین های بادی به سوخت، که در نتیجه از میزان مصرف سوخت های فسیلی می­کاهد.
• رایگان بودن انرژی باد
• توانایی تامین بخشی از تقاضا­های انرژی برق
• کمتر بودن هزینه های جاری و هزینه های سرمایه گذاری انرژی باد در بلند مدت
• تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی
• قدرت مانور زیاد جهت بهره برداری در هر ظرفیت و اندازه (از چند وات تا چندین مگاوات)
• عدم نیاز به زمین زیاد برای نصب
• نداشتن آلودگی محیط زیست نسبت به سوخت های فسیلی

 

 

 

1-2- توربین های بادی

 

یک توربین بادی دستگاهی است که دارای تعدادی پره می باشد که این پره ها، قابلیت دریافت انرژی از باد و تبدیل آن به انرژی مکانیکی را دارا می باشند. این انرژی مکانیکی به یک ماشین الکتریکی منتقل می شود و انرژی الکتریکی تولید می شود.

1-2-1- معرفی اجزای توربین بادی:

یک توربین بادی به طور کلی از قسمت هایی مانند روتور، جعبه دنده، محور سرعت پایین، محور سرعت بالا، ژنراتور، برج نگه داری سیستم روتور، مکانیزم های ترمز و مکانیزم های انحراف توربین، بادنما، باد سنج و بدنه توربین تشکیل شده است. شکل (1-1) شمای کلی اجزای یک توربین بادی را نمایش می دهد.

شکل 1-1- اجزای توربین بادی

در زیر پاره ای از اجزای نشان داده شده در شکل (1-1) شرح داده شده است:

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.