پديد آورنده :
حقيقي ناغاني، سينا
عنوان :
مدلسازي و تحليل ديناميكي برداشتگرهاي انرژي امواج دريا با ژنراتورهاي الكتريكي مجهز به چرخ طيار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ماشين هاي الكتريكي و درايو
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده برق و كامپيوتر
صفحه شمار :
ده، 98ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص.ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
احمدرضا تابش، محمد ابراهيمي
استاد مشاور :
احمدرضا زماني
توصيفگر ها :
بويه هاي ديسكي , ذخيره سازي انرژي چرخ طيار
استاد داور :
حميدرضا كارشناس، محمدعلي بدري
تاريخ ورود اطلاعات :
1395/09/01
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
چكيده فارسي :
01 چكيده موضوع اصلي اين پاياننامه ارائه روشي براي جذب انرژي امواج دريا با استفاده از ژنراتورهاي الكترومغناطيسي دوراني و كاهش اثر نوسانات امواج دريا با استفاده از ذخيرهساز چرخ طيار ميباشد امواج دريا منبع عظيم و تجديدپذير انرژي هستند كه شامل انرژي جريانهاي دريايي انرژي جزرومد و انرژي امواج ميباشند در اين پاياننامه ابتدا به بررسي عمومي انرژي ناشي از امواج پرداخته شده و روش مناسب براي جذب انرژي الكتريكي با توجه به پتانسيل درياهاي كشور ايران تعيين ميشود تا كنون براي جذب انرژي امواج راههاي مختلفي از جمله توربينژنراتورهاي آبي ساختارهاي هيدروليكي و هم چنين تبديل مستقيم انرژي امواج به وسيله ژنراتور خطي ارائه شدهاست در ادامه پاياننامه انواع ساختارهاي مكانيكي موجود براي برداشت انرژي امواج دريا مورد مطالعه قرار گرفته و مزايا و محدوديتهاي هر روش تعيين شدهاست همچنين ساختارهاي انواع ژنراتورهاي الكتريكي برداشتگر انرژي از امواج دريا شامل ژنراتورهاي خطي دوار و پيزوالكتريك مورد بررسي و مقايسه قرار گرفتند يكي از چالشهاي اصلي در برداشت انرژي از امواج توليد نيرو و انرژي عظيم موج در فركانس بسيار كم امواج در محدوده چند هرتز ميباشد كه در مقايسه با سرعت مورد نياز ژنراتورهاي الكتريكي بسيار كم است راهكارهاي اصلي ارائه شده براي اين چالش استفاده از ماشينهاي خطي با تعداد قطب زياد و يا استفاده از جعبه دنده در ماشينهاي دوراني مي باشد كه هر دو راهكار به دليل مشكالت آببندي ژنراتورها در حجم بزرگ داراي محدوديت ميباشند از طرفي تغيير دامنه نوسان امواج دريا در گستره وسيع عمال موجب ايجاد ريپل گشتاور و نوسان در ولتاژ خروجي ژنراتور ميشود به همين دليل اكثر روش هاي جذب انرژي امواج دريا مبتني بر استفاده از ژنراتورهاي خطي به جاي دوراني ميباشد در اين پاياننامه استفاده از ذخيرهساز چرخ طيار به عنوان راهكاري براي كاهش ريپل گشتاور و امكان استفاده از ژنراتورهاي دوار براي جذب انرژي از امواج دريا ارائه شده است استفاده از چرخ طيار در ساختار ژنراتور با كاهش ريپل و توليد گشتاور پيوسته ميتواند موجب بهبود كارآيي و افزايش عمر ژنراتورهاي مورد استفاده براي جذب انرژي امواج شود به منظور بررسي كارايي طرح پيشنهادي در اين پاياننامه مدلسازي ديناميكي برداشتگرهاي انرژي دريا از نوع بويه استوانهاي و با در نظر گرفتن حركت هيو شناور براي امواج منظم و نامنظم به همراه ژنراتورهاي دوار داراي چرخ طيار مجتمع انجام ميشود سپس تاثير استفاده از چرخ طيار بر كيفيت توان جذب شده از امواج دريا مورد بررسي قرار گرفته و شرط جذب حداكثر توان به صورت تحليلي تعيين ميشود شبيهسازي بر اساس تئوري امواج خطي صورت گرفته است و قابل توسعه براي طيفهاي مختلف مثل طيف پيرسون موسكويتز نيز ميباشد شبيه سازي براي يك بويه مبنا با هندسه مشخص صورت گرفته و با نمونه نسبتا مشابه مقايسههاي الزم صورت گرفته است و براي وروديهاي مختلف مثل ارتفاع موج بررسي ميشود سپس ساختار كلكتور مناسب براي جذب حداكثر انرژي از مجموعهاي از بويه ها و ژنراتورها ارائه شده و روشي براي جذب حداكثر توان با استفاده از مبدلهاي الكترونيكي در يك سيستم جمعآوري و انتقال انرژي با استفاده از جريان مستقيم ارائه ميشود كليدواژهها بويه هاي ديسكي برداشتگر انرژي امواج ذخيره ساز انرژي چرخ طيار مدل سازي ديناميكي
چكيده انگليسي :
99 Dynamic Modeling and Analysis of Sea Wave Energy Harvesters with Flywheel Based Generators Sina Haghighy Naghani s haghighy@ec iut ac ir 2016 08 27 Department of Electrical and Computer Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M sc Language FarsiSupervisors Ahmadreza Tabesh a tabesh@cc iut ac ir Mohammad Ebrahimi mebrahim@cc iut ac irAbstractThis thesis presents a method for capturing the sea wave energy by using an integratedflywheel and generator The suggested method reduces the torque and voltage fluctuationsfollowing the sea wave fluctuations The sea waves are the huge source of renewable energythat can be classified into the underwater current tidal and sea wave energies The thesisprimarily deals with the potential of Persian Gulf and Caspian Sea for capturing power fromthe coasts of Iran Then methods of capturing energies from waves as the best source ofrenewable sea energy in Iran will be compared and the most suitable approach for capturingelectric power will be determined These methods include underwater turbine generators hydraulic structures and also direct conversion of wave energy by using linear permanentmagnet generators A cost benefit analysis of various electromechanical structures includinglinear generators rotary generators and piezoelectric energy harvesters will be alsopresented The main challenge in the sea wave energy conversion is the availability of seawave power at very low frequency motions in the range of fraction of Hertz and at veryhigh torques forces However conventional electric machines efficiently work at highrotational speeds in the range of tens of Hertz Viable solutions for this challenge are usingeither linear high pole permanent magnet generators or a gearbox with a conventionalrotating generator Sea wave fluctuations causes torque ripple which in turns produces anoutput voltage with larges ripples This thesis suggests to use flywheel energy storage as asolution for the mitigation of the large ripples in t mechanical torque This solution alsoallows using a rotating generator with continues and more smooth input torque Using anintegrated flywheel with generator in sea wave energy harvesters can also enhance thelifespan of the wave energy harvester due to mitigation of the large torque ripples The thesisalso presents a dynamic model of the suggested wave energy harvester with integratedflywheel This model includes the dynamics of both mechanical and electrical parts andcomponents including the buoy gearbox permanent magnet generator and powerelectronics for transferring the captured power through a dc power line Then a maximumpower point tracking algorithm is suggested based on hill climbing method for capturingmaximum power for a given sea wave condition The suggested method by adjusting theduty cycle of the power converter provides an electrical damping condition seen by themechanical parts that can partially adjusts the resonance frequency of the mechanicalcomponents This allows the buoy to resonate at the sea wave oscillating frequency whichin turn increases the amplitude of oscillation The validity of the model and performance of
استاد راهنما :
احمدرضا تابش، محمد ابراهيمي
استاد مشاور :
احمدرضا زماني
استاد داور :
حميدرضا كارشناس، محمدعلي بدري
