بررسي چيدمان توربين هاي كيلوواتي در ميان توربين هاي مگاواتي جهت افزايش توان توليدي مزرعه بادي به كمك يك مدل تحليلي

روش‌هاي بهره‌برداري حداكثري از پتانسيل‌هاي مزارع بادي را مي‌توان به دو دسته تقسيم كرد: بهينه‌‌سازي چيدمان توربين‌ها و استفاده از توربين‌هاي بادي با ارتفاع هاب متفاوت. بهينه‌‌‌سازي چيدمان توربين‌ها در مزارع عموماً با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي انجام مي‌شود. از معايب اين الگوريتم‌ها عدم امكان ارائۀ يك جواب مشخص به عنوان بهينه‌ترين جواب است. در اين پژوهش، با استفاده از يك مدل تحليلي براي توزيع سه بعدي سرعت جريان باد در ناحيۀ ويك و با در نظر گرفتن برهمكنش چند ويك روي يكديگر، مدلي جهت تخمين توان توليدي توربين‌ها در مزارع ارائه شده است. با ادغام اين مدل با مدل هزينه‌هاي جانمايي توربين‌ها، تابعي براي چيدمان بهينۀ توربين‌ها ارائه شده است. با محاسبۀ اين تابع براي حالت‌هاي مختلف چيدمان توربين‌ها در مزارع بادي، چيدمان بهينۀ توربين‌ها قابل محاسبه است. در پژوهش حاضر، محاسبۀ چيدمان بهينه توربين‌ها با استفاده از يك كد در نرم افزار متلب انجام شده است. با شبكه‌بندي فضاي حل و با در نظر گرفتن حداقل فاصلۀ بهينه جانمايي توربين‌ها از بعد اقتصادي و انرژي توليد شده، مقدار تابع بهينۀ چيدمان توربين‌ها براي حالت هاي مختلف چيدمان محاسبه شده است. در انتها، چيدمان توربين‌هاي كيلوواتي ميان توربين‌هاي مگاواتيِ مزرعۀ بادي Horns Rev براي افزايش توان توليدي اين مزرعه مدل‌سازي شده است. بر اساس نتايج به دست آمده از چيدمان بهينه (به ازاي 15 توربين) و حداكثري (به ازاي 26 توربين) توربين‌هاي كيلوواتي، توان توليدي مزرعه به ترتيب 7% (3.226 مگاوات) با راندمان 35.70% و 9.35 % (4.712 مگاوات) با راندمان 34.06% افزايش يافته است.