پديد آورنده :
كيوان منش، بهنام
عنوان :
طراحي و بهينه سازي ابعادي سيستم كايت انرژي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 74ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
انرژي باد هوابرد , كايت انرژي , نيروي برآ , انرژي الكتريكي , زاويه بالك‌ها , الگوريتم فرااكتشافي ژنتيك , بهينه سازي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/02/10
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/05/14
چكيده فارسي :
در سال‌هاي اخير، سيستم‌هاي انرژي باد هوابرد مورد توجه جامعه دانشگاهي و كارآفريني رو به رشد قرار گرفته‌اند. هدف اين فناوري‌ها برداشت نيرو از باد در ارتفاع بالاتر نسبت به توربين‌هاي بادي معمولي است. چنين بادهايي به طور كلي قوي‌تر و سازگارتر هستند و در نتيجه انرژي توليدي بيشتري نيز از آنها بدست مي‌آيد. يكي از روش‌هاي مورد استفاده براي بهره مندي از اين انرژي، استفاده از كايت انرژي در ارتفاعات بالا به منظور ايجاد توان مي‌باشد. در اين روش، كايت مهار شده با طناب كه از سوي ديگر به ژنراتور متصل است، در اثر نيروي باد و گشتاورهاي اعمالي از طرف آن به پرواز در مي‌آيد. كايت مورد نظر با اعمال نيروي برآ از طرف باد يك مسير 8-لاتين مانند را طي مي‌كند كه باعث كشش در طناب مي‌شود. سپس ژنراتوري كه بر روي زمين قرار دارد به حركت درآمده و انرژي الكتريكي حاصل مي‌شود. در پژوهش ارائه شده، كايت انرژي مورد نظر شبيه به هواپيماهاي بدون سرنشين در نظر گرفته مي‌شود. با مدل سازي و شبيه سازي كايت صلب طراحي شده و همچنين كنترل مناسب زاويه بالك‌ها، سيستم بطور پايدار مسير مطلوب را طي مي‌كند. براي مدل سازي و استخراج ضرايب آئروديناميكي كايت نيز از نرم افزار"xflr5" استفاده مي‌شود كه با استفاده از آنها گشتاورها و نيروهاي آئروديناميكي بدست مي‌آيند. طي يك چرخه حركت كايت، پارامترهاي مختلف كه تغيير آنها اثرات ملموس و موثري بر عملكرد سيستم كايت انرژي مي‌گذارند و عمدتاً مربوط به هندسه كايت، ابعاد سيستم و همچنين ضرايب كنترلي هستند، با استفاده از الگوريتم فرااكتشافي ژنتيك و در بازه‌هاي مجاز تغييرات، به منظور استحصال حداكثر انرژي و همچنين صرفه جويي در زمان و هزينه‌هاي سيستم، به طور همزمان بهينه سازي مي‌شوند. لازم به ذكر است كه اين شبيه سازي بصورت برون خط صورت مي‌گيرد و نتايج بدست آمده از اين بهينه سازي بعنوان مقادير انتخابي براي تجاري سازي كايت در مراحل بعدي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
چكيده انگليسي :
In recent years, airborne wind energy systems have attracted the attention of the growing academic and entrepreneurial community. The aim of these technologies is to harvest power from the wind at a higher altitude than conventional wind turbines. Such winds are generally stronger and more consistent, and as a result more productive energy is obtained from them. One of the methods used to benefit from this energy is the use of energy kites at high altitudes in order to create power. In this method, the kite harnessed with a rope, which is connected to the generator on the other hand, flies due to the force of the wind and torques applied by it. The desired kite travels a Latin-8-like path by applying the force of the wind, which causes tension in the rope. Then the generator that is on the ground is moved and electrical energy is obtained. In the presented research, the desired energy kite is considered similar to drones. By modeling and simulating the designed rigid kite as well as the proper control of the angle of the beams, the system will stably follow the desired path. "xflr5" software is also used to model and extract the aerodynamic coefficients of the kite, which are used to obtain aerodynamic torques and forces. During a kite movement cycle, various parameters whose changes have tangible and huge effects on the performance of the energy kite system and are mainly related to the geometry of the kite, the dimensions of the system as well as the control coefficients, are simultaneously optimized in order to extract maximum energy and save time and system costs, using the meta-exploratory genetic algorithm and within the allowed intervals of changes. It should be noted that this simulation is done online and the results obtained from this optimization
zare used as selected values for kite commercialization in the next steps.
استاد راهنما :
سعيد بهبهاني , مهدي كشميري
استاد داور :
سعيد ضيائي راد , محمد دانش
