پژوهش بین‌المللی مشترک دانشگاه تهران؛ رویکرد نوین کنترلی برای افزایش بهره‌وری توربین‌های بادی

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو،مقاله‌ای علمی با عنوان «Optimized economic nonlinear model predictive control for wind turbine: A superior approach for enhanced power and structural load reduction» به تألیف مشترک دکتر علی روغنی عراقی، عضو هیأت علمی دانشگاه تهران، دکتر اولاً کارلسون و دکتر هاکان یوهانسون از اعضای هیأت علمی دانشگاه چالمرز سوئد در مجله علمی Wind Engineering، توسط انتشارات SAGE Publications منتشر شد.

 این پژوهش با ارائه یک روش کنترلی پیشرفته، به بررسی راهکار‌هایی برای افزایش توان تولید برق و کاهش بار‌های سازه‌ای در توربین‌های بادی پرداخته و گامی مهم در ارتقای بهره‌وری و قابلیت اطمینان سامانه‌های انرژی بادی محسوب می‌شود.

افزایش توان خروجی توربین‌های بادی در کنار کاهش بار‌های مخرب سازه‌ای، یکی از چالش‌های کلیدی در بهره‌برداری از انرژی باد است. پژوهش حاضر با تمرکز بر بهبود عملکرد سیستم‌های کنترلی، به دنبال ارائه راهکاری برای افزایش کارایی و کاهش استهلاک تجهیزات بوده است.

در این مطالعه، پژوهشگران با بهینه‌سازی ضرایب وزن‌دهی در روش کنترل پیش‌بین غیرخطی اقتصادی (ENMPC)، عملکرد این روش را با کنترل مرسوم تناسبی–انتگرالی مقایسه کردند و همچنین کارایی آن را در شرایط تندباد شدید مطابق استاندارد‌های صنعتی ارزیابی نمودند.

روش پیشنهادی باعث افزایش تولید توان الکتریکی توربین می‌شود. بار‌های خستگی و تنش‌های سازه‌ای در اجزای توربین کاهش می‌یابد و برتری قابل توجه عملکرد سیستم کنترلی در شرایط عادی و تندباد نسبت به روش‌های مرسوم از نتایج این پژوهش است.

این پژوهش با ارائه رویکرد بهینه‌سازی ضرایب در کنترل پیش‌بین اقتصادی، نشان می‌دهد که می‌توان به‌صورت هم‌زمان بهره‌وری تولید انرژی و دوام سازه‌ای توربین‌ها را بهبود داد و عملکرد سیستم را در شرایط عملیاتی مختلف ارتقا بخشید.

بر اساس نتایج این مطالعه، استفاده از کنترل پیش‌بین غیرخطی اقتصادی بهینه‌شده می‌تواند به عنوان راهکاری مؤثر برای افزایش کارایی، کاهش هزینه‌های نگهداری و ارتقای قابلیت اطمینان توربین‌های بادی مورد استفاده قرار گیرد و نقش مهمی در توسعه فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر ایفا کند.