بهینه سازی طول وتر و زاویه پیچش پره توربین باد محور افقی

قدرت خروجی توربین باد بستگی زیادی به عملکرد آئرودینامیکی پره دارد و پارامترهای مختلفی از قبیل پارامترهای هندسی طول پره، طول وتر، زاویه پیچش پره، شکل ایرفویل های مورد استفاده و... و پارامترهای سینماتیکی نظیر سرعت جریان باد، سرعت دورانی و... ویا عواملی مثل نسبت سرعت نوک به شدت بر عملکرد آئرودینامیک پره اثرگذارند. در ابتدا به کمک رابطه تجربی ویلسون اثر پارامترهای نسبت ضریب لیفت به دراگ و تعداد پره در نسبت سرعت های نوک مختلف بر ضریب قدرت بررسی گردید و ضمن مشخص شدن حدود بالا وپایین برای مقادیر فوق، تعداد حالات مشخصی برای بهینه سازی پره توربین دلخواهNREL Phase VIانتخاب گردید. به منظور بهینه سازی از ساختار شبکه عصبی پس انتشار بدون لایه های پنهان میانی استفاده شد و در بخش آموزش شبکه عصبی از الگوریتم ژنتیک استفاده گردید. مقاطع سه گانه ریشه، میان طول پره و نوک به عنوان مقاطع انتخابی در الگوریتم ژنتیک بهینه و به عنوان آموزش در شبکه عصبی به کار گرفته شدند و برایسایر مقاطع پره اولیه، شبکه عصبی آموزش دیده شده با مقادیر وزن و بایاس اصلاحی به کار گرفته شد و به این ترتیب برای کل اسپن پره فرآیند بهینه سازی انجام گرفت. مشاهده گردید که پره بهینه شده با هدف افزایش لیفت -با مقادیر طول کورد بزرگتر و زاویه پیچش کمتر- حاصل از بهینه سازی، منجر به تولید قدرت بیشتر در سرعت بادهای کمتر می گردد ولی در سرعت های باد متوسط و بالا پره بهینه شده تاثیر قابل توجهی در افزایش قدرت ندارد.

کلیدواژه ها:

الگوریتم ژنتیک ، بهینه سازی ، پره توربین باد ، توزیع زاویه پیچش ، توزیع طول وتر ، شبکه عصبی