پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 163 |
| تعداد شماره‌ها | 6,761 |
| تعداد مقالات | 72,823 |
| تعداد مشاهده مقاله | 131,610,372 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 103,403,625 |
بررسی و شبیه سازی تأثیر حسگرهای میکروالکترومکانیکی روی عملکرد توربین‌های بادی | ||
| فصلنامه سیستم های انرژی پایدار | ||
| دوره 4، شماره 3، تیر 1404، صفحه 233-249 اصل مقاله (1.44 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ses.2025.389998.1118 | ||
| نویسندگان | ||
| کیان رفیعی1؛ جواد کوهسرخی* 2 | ||
| 1دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکاترونیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه ازاد اسلامی؛ آزمایشگاه ساخت ادوات پیشرفتۀ میکرو نانو، گروه مهندسی سیستم‌های میکرو و نانوالکترومکانیک، دانشکدۀ سامانه‌های هوشمند، دانشگاه تهران | ||
| 2گروه ریزفناوری، دانشکدۀ سامانه‌های هوشمند، دانشگاه تهران؛ آزمایشگاه ساخت ادوات پیشرفتۀ میکرو نانو، گروه مهندسی سیستم‌های میکرو و نانوالکترومکانیک، دانشکدۀ سامانه‌های هوشمند، دانشگاه تهران | ||
| چکیده | ||
| توربین‌های بادی نقش کلیدی در سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر ایفا می‌کنند و با توجه به حرکت جهانی به سمت منابع انرژی پایدار، استفاده از این فناوری در حال گسترش است. این مقاله به بررسی تأثیر ناهماهنگی زاویۀ یاو بر ضریب توان (Cp) توربین بادی مرجع ۵ مگاواتی می‌پردازد. برای این‌منظور، شبیه‌سازی‌ها با استفادۀ دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) انجام شده است. ناهماهنگی یاو که به عنوان انحراف محور روتور از جهت باد غالب تعریف می‌شود، عملکرد توربین را تحت تأثیر قرار می‌دهد و موجب کاهش توان تولیدی و افزایش تنش‌های مکانیکی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد حتی ناهماهنگی زاویه‌ای به میزان ۲ درجه می‌تواند کاهش 1درصدی در ضریب توان را به همراه داشته باشد. در ادامه، عملکرد حسگرهای مختلف شامل بادسنج‌ها و جهت‌سنج‌های سنتی، سیم داغ، صوتی، لیدار (LiDAR) و حسگرهای میکروالکترومکانیکی (MEMS) از نظر دقت، محدودۀ کاری، دمای عملیاتی و زمان پاسخ‌دهی بررسی شده است. یافته‌ها نشان می‌دهد حسگرهای سیم داغ، صوتی و MEMS به دلیل دقت زیاد، پاسخ سریع و پایداری در شرایط محیطی متغیر، گزینه‌های برتری برای شناسایی زاویۀ یاو و سرعت باد هستند. همچنین، حسگرهای MEMS به دلیل طراحی فشرده، مصرف انرژی پایین و هزینۀ مناسب، راهکاری ایده‌آل برای بهبود عملکرد توربین‌های بادی و کاهش هزینه‌های نگهداری ارائه می‌دهند. نتایج این مقاله اهمیت حسگرهای پیشرفته را در بهینه‌سازی عملکرد توربین‌های بادی و افزایش کارایی انرژی باد نشان می‌دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| توربین بادی؛ ناهماهنگی یاو؛ حسگر میکروالکترومکانیکی؛ حساسیت؛ حسگرهای سیم داغ | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation and Simulation of Micro-Electromechanical Sensors on Wind Turbine Performance | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Kian Rafiei1؛ Javad Koohsorkhi2 | ||
| 1Master Student of Mechatronic Engineering, Faculty of Mechanics, Electrical and Computer Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University; Advanced Micro and Nano devices Lab., Department of MEMS and NEMS, Faculty of Intelligent Systems, University of Tehran | ||
| 2Associate Professor at Department of MEMS and NEMS, Faculty of Intelligent Systems, University of Tehran; Advanced Micro and Nano devices Lab., Department of MEMS and NEMS, Faculty of Intelligent Systems, University of Tehran | ||
| چکیده [English] | ||
| Wind turbines play a crucial role in renewable energy systems and, with the global shift towards sustainable energy sources, the use of this technology is expanding. This study examines the effect of yaw misalignment on the power coefficient (Cp) of a 5 MW reference wind turbine. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations were carried out for this purpose. Yaw misalignment, defined as the deviation of the rotor axis from the prevailing wind direction, impacts turbine performance by reducing power output and increasing mechanical stresses. The simulation results indicate that even a 2-degree yaw misalignment can result in a 1% reduction in the power coefficient. Furthermore, the performance of various sensors, including traditional anemometers and wind vanes, hot-wire sensors, acoustic sensors, LiDAR, and micro-electromechanical system (MEMS) sensors, were evaluated in terms of accuracy, working range, operational temperature, and response time. The findings reveal that hot-wire, acoustic, and MEMS sensors are superior in detecting yaw angle and wind speed due to their high accuracy, rapid response, and stability in varying environmental conditions. Additionally, MEMS sensors, with their compact design, low energy consumption, and reasonable cost, offer an ideal solution for improving wind turbine performance and reducing maintenance costs. This study highlights the significance of advanced sensors in optimizing wind turbine performance and enhancing wind energy efficiency. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Wind turbine, Yaw incoherence, Microelectromechanical sensor, Sensitivity, Hot wire sensors | ||
| مراجع | ||
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 16 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 15 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب