نرم افزار ویند پرو (Wind Pro)
در این بخش به بررسی نرم افزار ویند پرو (Wind Pro) پرداخته شده است.
– دلایل گسترش استفاده نرم افزار ویند پرو (Wind Pro)
– مهمترین قسمتهای نرم افزار ویند پرو (Wind Pro)
– مدل خطی WAsP
– امکانسنجی مزارع بادی
–برآورد میزان انرژی تولیدی سالانه نیروگاه بادی
– معیارهای منتخب ارزیابی مکان احداث مزرعههای بادی
دلایل گسترش استفاده نرم افزار ویند پرو (Wind Pro)
در زمینه مطالعه نیروگاهها و مزارع بادی دو نرم افزار Wind Pro و Windfarmer بیشترین کاربرد را دارا میباشند. دو نرم افزار Wind Pro و Windfarmer از لحاظ ساختاری با هم یکسان هستند. ضمن اینکه نرم افزار بین المللی Wind Pro در بعضی مدولها از نرمافزار Windfarmer قویتر میباشد. در حال حاضر استفاده از نرم افزار Windfarmer بدلیل مشکلاتی کمتر در کشور مورد استفاده قرار میگیرد. استفاده از نرم افزار Wind Pro نیز به دلیل استفاده نسبتاً راحت توسط کاربر و اعتبار بین المللی آن در ایران گسترش یافته است. Wind pro نرم افزاری قدرتمند برای اجرای پروژههای بادی است.
مهمترین قسمتهای این نرم افزار ویند پرو (Wind Pro) چیست؟
بخش BASIS
این بخش جهت استفاده از بقیه بخشهای محاسباتی مورد نیاز است، شامل قسمتهای زیر است :
مدیریت پروژه : ابزاری جهت مدیریت پروژه
کاتالوگهای WTG : این کاتالوگ وسیع ترین مرجع توربینهای بادی در جهان است که اطلاعات بیش از ۷۰۰ نوع توربین بادی را دارد .
سیستم مدیریت نقشه : جهت متصل کردن نرم افزار ویند پرو به منابع دیجیتالی
داده های ورودی/ طراحی پروژه : با این بخش کاربر می تواند یک پروژه را آماده کار کند.
دسترسی on line به سرویس های اطلاعاتی سازندگان ابزارهای خروجی جهت ارائه پروژه نیروگاه بادی (مانند عکسهای واقعی توربینها روی نرمافزار Google earth)
بخش ATLAS
این بخش انرژی تولیدی توسط یک توربین باد را بر اساس روش اطلس باد (Wind Atlas) محاسبه میکند. ورودیهای مورد نیاز برای این بخش عبارتند از : اطلاعات مربوط به ناحیه (پستی و بلندی و موانع )، دادههای آماری مربوط به باد و منحنیهای توان توربین در نرم افزار ویند پرو است.
بخش METEO در نرم افزار ویند پرو (Wind Pro)
این بخش دو کارکرد دارد:
۱)ورود، تحلیل و ارائه داده های اندازه گیری شده برای باد
۲)محاسبه انرژی تولیدی یک توربین باد بر پایه اندازه گیری دادههای باد در محل
ورودیهای مورد نیاز برای این برنامه عبارتند از : منحنیهای توان توربین باد، دادههای هواشناسی و اطلاعات خام اولیه مربوط به باد که در محل اندازه گیری شده است. ( اعم ازسرعت باد، جهت وزش باد، انحراف از معیار، شدت توربولانس، تاریخ و زمان ).
رابط WAsP
بخش WAsP (The Wind Atlas Analysis and Application Program) جهت متصل کردن Wind Pro و WAsP به یکدیگر مورد استفاده قرار میگیرد. این بخش میتواند انرژی تولیدی توربین باد و یا یک مزرعه بادی را محاسبه نماید. بر خلاف بخش Atlas که تنها میتواند شرایط نواحی ساده را بررسی کند، کاربر در بخش WAsP در تعریف موانع آزاد است.
ورودیهای مورد نیاز برای این بخش عبارتند از: اطلاعات مربوط به ناحیه (پستی و بلندی و موانع )، داده های آماری مربوط به باد و منحنی های توان توربین مزرعه بادی
جهت مشاهده محیط نرم افزار ETAP به چه صورت میباشد؟ کلیک کنید
بخش MCP/STATGEN
بخش MCP(Measure-correlate-predict) و STATGEN دادههای طولانی مدت باد در نقاط دیگر جغرافیایی را توسط روابط همبستگی جهت استفاده پیش بینیهای بلند مدت تصحیح مینماید.
بخش PARK در نرم افزار ویند پرو (Wind Pro)
این بخش انرژی تولیدی توسط یک مزرعه بادی را با در نظر گرفتن اتلافات مربوط به نحوه چیدمان توربینها محاسبه میکند. محاسبات این بخش بر پایه چهار بخش METEO، WAsP interface، ATLAS و RESOURCE میباشد.
بخش RESOURCE
این قسمت قادر است برای یک منطقه جغرافیایی تعریف شده یک نقشه مرجع باد ایجاد کند. برای ایجاد این نقشه نیاز به خروجی بخش WAsP میباشد.
بخش OPTIMIZE
این بخش نحوه چیدمان توربینها را در یک مزرعه بادی از لحاظ تولید حداکثر انرژی بهینه میکند. جهت انجام این کار دو روش متفاوت وجود دارد :
الف)طراحی اتوماتیک که در این حالت نرم افزار چیدمان را جهت دستیابی به حداکثر انرژی انجام میدهد.
ب)طراحی توسط کاربر که در این حالت کاربر میتواند توربینها را بچرخاند؛ جابجا کند و فاصله بین آنها را تغییر دهد.
بخش DECIBEL
این بخش محاسبات مربوط به نویز را بسیار ساده میکند. این امکان به کاربر داده میشود تا مناطق حساس به نویز را تعریف کند.
بخش SHADOW
این بخش امکان محاسبه ساعات ایجاد سایه توسط توربینها در یک سال و در یک ناحیه دلخواه را به کاربر میدهد. از دیگر بخش پهای مهم نرم افزار قابلیتهای گرافیکی و انمیشن سازی ( تصاویر سه بعدی ) است که در اینجا از آوردن آن صرف نظر میکنیم .
بخش EGRID نیز برای طراحی و محاسبه اتصال مزرعه بادی به شبکه مورد استفاده قرار میگیرد. برای انجام ملاحظات اقتصادی نیز از بخش WINDBANK استفاده میکنیم. این بخش برای امکان سنجی اقتصادی توربین باد و پارک بادی میباشد.
مدل خطی WAsP
مدل نرم افزاری WAsP یک برنامه کامپیوتری جهت برونیابی آماری سرعت باد در یک منطقه میباشد. اساس کارکرد نرم افزار بر مبنای بخشهای زیر میباشد:
الف)تحلیل اطلاعات خام باد : با استفاده از این قابلیت، نرم افزار قادر به پالایش و پردازش دادههای خام باد اندازه گیری شده از دکلهای باد میباشد.
ب)ایجاد اطلس بادی محلی : با استفاده از دادههای خام محلی و توصیف توپوگرافی و اوروگرافی ناحیه میتوان الگوی مناسبی از رژیم باد ناحیه بدست آورد.
ج)تخمین پتانسیل انرژی باد : با استفاده از اطلاعات مربوط به اطلس باد میتوان مقداری متوسط انرژی باد در هر ارتفاع( تا ارتفاع ۲۰۰ متری) را برونیابی نمود.
د)محاسبه انرژی خروجی یک مزرعه بادی : با استفاده از اطلاعات بخشهای قبل میتوان انرژی خروجی یک مزرعه بادی رابا در نظر گرفتن تلفات توربولانس خروجی محاسبه نمود.
جهت مشاهده نرم افزار DIgSILENT و زمینههای استفاده از نرم افزار دیگسایلنت کلیک کنید
مدل صحیح در نرم افزار WAsP
برای ایجاد یک مدل صحیح در نرم افزار WAsP و پیش بینی دقیق منابع باد موارد زیر باید به عنوان ورودی نرم افزار تعیین شود :
الف) اطلاعات خام بلند مدت باد برای یک ایستگاه بادسنجی مرجع، همچنین اطلاعات محلی باد سایت
ب) پوشش دقیق سطح زمین و اطلاعات مربوط به توپوگرافی سایت تا شعاع ۲۰ کیلومتری
ج)اطلاعات مربوط به پستی و بلندی زمین یا اوروگرافی به شعاع ۵ کیلومتری سایت
د) اطلاعات مربوط به موانعی که در اطراف دکل باد سنجی میباشد
برای ارزیابی محلی پتانسیل باد یک منطقه، تعیین زبری سطح زمین بر اساس طول یا کلاس زبری ضروری است. برای مثال تاثیر یک جنگل یا یک مزرعه کشاورزی در الگوهای لایه مرزی جریان متفاوت خواهد بود و همین امر موجب اختلاف در پتانسیل باد ناحیه میشود. برای مناطق مسطح و ساحلی تاثیر نوع پوشش سطح زمین بر روی منابع انرژی باد قابل توجه میباشد. در جدول(1)، طول زبری برای پوششهای مختلف آورده شده است.
یکی دیگر از ورودیهای مدل، تأثیرات پستی و بلندی سطح زمین یا اوروگرافی میباشد که برای مناطقی که سطح زمین با دریا اختلاف زیادی داشته باشد (کوهپایهای، نیمه کوهستانی و غیره) تاثیر اوروگرافی بسیار بیشتر از تاثیر پوشش سطح زمین میباشد.
ورودی دیگر مدل موانع طبیعی و مصنوعی درمحدودهی دکل بادسنجی و سایت میباشد. وجود موانع باعث به وجود آمدن تغییر در سرعت باد میشود. ساختمانها و درختهای بلند از جمله موانع مصنوعی و طبیعی میباشد.
جهت آشنایی با محیط نرم افزار PSCAD و زمینههای کاربرد آن کلیک کنید
امکانسنجی مزارع بادی
مطالعه امکانسنجی، مطالعهای است که قبل از آغاز عملیات اجرایی پروژه انجام و در آن توجیه پذیری یا معقول بودن اجرای پروژه بررسی میشود. یکی از مهمترین پارامترها در این مطالعه تخمین میزان انرژی الکتریکی تولیدی نیروگاه است که در واقع منبع درآمد نیروگاه را تشکیل خواهد داد. با توجه به آنکه منبع تولید انرژی نیروگاههای تجدیدپذیر نظیر باد و خورشید در اختیار طبیعت بوده و دسترسی دائم به آن میسر نیست، لذا تعیین میزان انرژی سالانه نیروگاه همواره به صورت تخمین تقریبی ممکن خواهد بود.
لذا در این پروژهها مطالعه امکانسنجی و استفاده از آمار و دادههای طولانی مدت در مورد منبع انرژی تجدیدپذیر، از اهمیت ویژهای برخوردار خواهد بود. در مطالعه امکانسنجی، میبایست تمام ویژگیها و مشخصات فنی و تخصصی پروژه را از جنبههای مختلف تشریح نموه، سپس هزینهها و درآمدهای پروژه را تخمین زد و به روشی معمول و منطقی با یکدیگر مقایسه و توجیهپذیری پروژه را آشکار نمود.
معیارهای منتخب ارزیابی مکان احداث مزرعههای بادی پروژه یا نیروگاه از نظر فنی از جنبههای زیر توصیف میگردد:
با توجه به مستندات موجود (شامل استانداردها، اطلاعات مربوط به مراکز تست معتبر در جهان و غیره) و اطلاعات ارائه شده در خصوص پارامترهای مکانیابی نیروگاهای بادی و سایر نیروگاهها و نیز مراحل برنامهریزی و ساخت مزارع بادی، پارامترهای زیر بعنوان معیارهای انتخاب مکان مزرعه و اولویتبندی مزارع نسبت به یکدیگر معرفی میگردند:
- محل سایت
- مشخصات فنی
- چیدمان توربینها
- برآورد میزان تولید انرژی سالیانه
- ارزیابی زیست محیطی
- پتانسیل باد
- توپوگرافی منطقه و توربولانس
- زمینشناسی و زلزلهخیزی منطقه
- شبکه حمل و نقل و مسیرهای دسترسی
- کاربری اراضی
- وسعت منطقه
- خطوط انتقال، پستها و وضعیت اتصال به شبکه در منطقه
- بررسی اقتصادی
- برنامهزمانبندی
برآورد میزان انرژی تولیدی سالانه نیروگاه بادی
به دلیل تاثیر عوامل متعدد پیچیده بر میزان وزش باد، انرژی تولیدی سالیانه نیروگاه که قویا با سرعت وجهت وزش باد رابطه دارد نیازمند محاسبات پیچیده و خاص خود میباشد. در نتیجه به منظور برآورد انرژی تولیدی، از نرم افزارهای متداول نظیر windpro و سایر نرم افزارهای معتبر استفاده میگردد.
مهندس صادقی – ساتبا
دیدگاهها