تحلیل مبدل جریان کرشیو به عنوان نیروگاه تجدیدپذیر و دوستدار محیط زیست
الموضوعات :
امیر قائدی
1
(دانشگاه آزاد اسلامی داریون)
الکلمات المفتاحية: مبدل جریان کرشیو, قابلیت اطمینان, سرعت جریان¬های کرشیو, خوشه¬بندی فازی,
ملخص المقالة :
مقدمه: جریان¬های کرشیو، نمونه¬ای از جریان¬های اقیانوس بوده که در نزدیکی سواحل ژاپن وجود دارد. این جریان¬ها دارای سرعت و در نتیجه انرژی جنبشی می¬باشند و می¬توانند به منظور تولید برق مورد استفاده قرار بگیرند. مشکل اصلی این مبدل¬های انرژی جریان کرشیو این است که به دلیل تغییر سرعت جریان¬های کرشیو، توان تولیدی آن¬ها نیز تغییر کرده و بر جنبه¬های مختلف آن¬ها از جمله قابلیت اطمینان تاثیر می¬گذارد. مواد و روش‌ها: به منظور تعیین مدل قابلیت اطمینان مبدل جریان کرشیو هم خرابی اجزای تشکیل دهنده بر خرابی کل سیستم مورد مطالعه قرار می¬گیرد و هم تغییرات توان خروجی این مبدل¬ها که ناشی از تغییر سرعت جریان¬های کرشیو می¬باشد. شاخص¬های قابلیت اطمینانی که در این سطح محاسبه می¬گردد عبارت است از: احتمال قطع بار، متوسط زمان قطع بار و متوسط انرژی تامین نشد. نتایج و بحث: در این قسمت، یک مبدل انرژی جریان کرشیو که شامل یک توربین به قطر 2 متر است در نظر گرفته شده , شاخص¬های قابلیت اطمینان یک سیستم تست نمونه به دست آورده می¬شود. نتایج نشان می¬دهد با زیاد شدن پیک بار سیستم، احتمال قطع بار، متوسط زمان قطع بار و انرزی تامین نشده سیستم افزایش پیدا کرده و به عبارت دیگر قابلیت اطمینان سیستم بدتر می¬شود. بنابراین لازم است نیروگاه¬های جدید به مدار بیایند تا شاخص¬های قابلیت اطمینان بهبود پیدا کنند. نتیجه‌گیری:در این تحقیق با استفاده از روش خوشه¬بندی فازی c میانگین، تعداد حالت¬ها کاهش داده شده است و یک مدل چند حالته برای مبدل¬های انرژی جریان کرشیو به دست آورده شده است. نتایج حاصل از شبیه¬سازی نشان می¬دهد اضافه شدن نیروگاه¬های جریان کرشیو به سیستم قدرت سبب بهبود شاخص¬های قابلیت اطمینان این سیستم می¬گردد.
[1] Tsao, Che-Chih, et al. "Marine current power with cross-stream active mooring: Part I." Renewable Energy 109 (2017): 144-154. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.02.065
[2] Tsao, Che-Chih, et al. "Marine current power with cross-stream active mooring: Part II." Renewable Energy 127 (2018): 1036-1051. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.04.024
[3] Shirasawa, Katsutoshi, et al. "Experimental verification of a floating ocean-current turbine with a single rotor for use in Kuroshio currents." Renewable Energy 91 (2016): 189-195. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.01.035
[4] Liu, Tianran, et al. "High-resolution modeling of the Kuroshio current power south of Japan." Journal of Ocean Engineering and Marine Energy 4 (2018): 37-55. https://doi.org/10.1007/s40722-017-0103-9
[5] Ueno, Tomohiro, et al. "Development and demonstration test for floating type ocean current turbine system conducted in kuroshio current." 2018 OCEANS-MTS/IEEE Kobe Techno-Oceans (OTO). IEEE, 2018. https://doi.org/10.1109/OCEANSKOBE.2018.8558792
[6] Liu, Zhao‐Jun, et al. "Tempo‐spatial variations of the Kuroshio current in the Tokara Strait based on long‐term ferryboat ADCP data." Journal of Geophysical Research: Oceans 124.8 (2019): 6030-6049. https://doi.org/10.1029/2018JC014771
[7] Barnier, Bernard, et al. "Modelling the impact of flow-driven turbine power plants on great wind-driven ocean currents and the assessment of their energy potential." Nature Energy 5.3 (2020): 240-249. https://doi.org/10.1038/s41560-020-0580-2
[8] Kubota, Yoshimi, et al. "Variation in subsurface water temperature and its link to the Kuroshio Current in the Okinawa Trough during the last 38.5 kyr." Quaternary International 452 (2017): 1-11. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2017.06.021
[9] Wang, Jia, et al. "The evolution of the Kuroshio Current over the last 5 million years since the Pliocene: Evidence from planktonic foraminiferal faunas." Science China Earth Sciences 63.11 (2020): 1714-1729. https://doi.org/10.1007/s11430-019-9641-9
[10] Taniguchi, Naokazu, et al. "Measuring the Kuroshio Current with ocean acoustic tomography." The Journal of the Acoustical Society of America 134.4 (2013): 3272-3281. https://doi.org/10.1121/1.4818842
[11] Hsu, Po-Chun. "Surface Current Variations and Hydrological Characteristics of the Penghu Channel in the Southeastern Taiwan Strait." Remote Sensing 14.8 (2022): 1816. https://doi.org/10.3390/rs14081816
[12] Ghaedi, Amir, et al. "Toward a comprehensive model of large-scale DFIG-based wind farms in adequacy assessment of power systems." IEEE Transactions on Sustainable Energy 5.1 (2013): 55-63. https://doi.org/10.1109/TSTE.2013.2272947
[13] Ghaedi, Amir, and Hamed Gorginpour. "Reliability evaluation of permanent magnet synchronous generator‐based wind turbines considering wind speed variations." Wind Energy 24.11 (2021): 1275-1293. https://doi.org/10.1002/we.2631
[14] Mirzadeh, Mostafa, Mohsen Simab, and Amir Ghaedi. "Reliability evaluation of power systems containing tidal power plant." Journal of Energy Management and Technology 4.2 (2020): 28-38. https://doi.org/10.22109/jemt.2020.176501.1167
[15] Liu, Mingjun, et al. "Reliability evaluation of a tidal power generation system considering tidal current speeds." IEEE Transactions on Power Systems 31.4 (2015): 3179-3188. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2015.2473797
[16] Ghaedi, Amir. "Reliability modelling of ocean current energy conversion systems through both analytical and Monte Carlo methods." Ocean Engineering 286 (2023): 115457. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.115457
[17] Nargeszar, Ayoub, et al. "Reliability evaluation of the renewable energy‐based microgrids considering resource variation." IET Renewable Power Generation 17.3 (2023): 507-527. https://doi.org/10.1049/rpg2.12611
