بهره برداری از انرژی باد در تولید برق

مقدمه

استفاده از منابع انرژی فسیلی و هسته ای، مستلزم هزینه زیاد و افزایش آلودگی محیط زیست و عوارض مخرب ناشی از آن است، از این رو با بروز پدیده بحران انرژی در دنیا و از طرف دیگر پیشرفت تکنولوژی تبدیل انرژی باد، به انرژی الکتریکی که به کاهش قیمت آنها منجر شده، استفاده از انرژی باد اجتناب ناپذیر شده است. سیستم های مبدل انرژی باد، به انرژی الکتریکی از سال 1975 به شکل تجاری و در سطح وسیع در دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. هم اکنون با پیشرفت تکنولوژی میکروکامپیوترها و نیمه هادیهای قدرت امکان استفاده از سیستم کنترلی مدرن و در نتیجه تولید قدرت الکتریکی با کیفیت بالا از نیروی باد ایجاد شده است. تجربه نصب و راه اندازی نیروگاههای بادی در کشورهای صنعتی، به خصوص آمریکا و دانمارک نشان داده است که هزینه این سیستم ها قابل مقایسه با هزینه روش های سنتی و متداول تولید انرژی الکتریکی می باشد.

تامین انرژی الکتریکی برای بارهای شبکه با کیفیت بالا و تولید وقفه نیروی برق هدف اصلی یک سیستم قدرت می باشد. برای بالا بردن کیفیت انرژی الکتریکی نیاز است. کمیت های مختلف سیستم قدرت مانند راه اندازی از مدار خارج نمودن، بهره برداری در شرایط توان ثابت و.... کنترل شود. با توجه به ماهیت تغییرات سرعت باد در زمان های مختلف ایجاد شرایط کنترل برای سیستم های قدرت شامل مبدل های انرژی باد به الکتریکی حائز اهمیت می گردد. اجزاء مختلف یک سیستم قدرت بادی شامل: توربین بادی، ژنراتور، کنترل کننده زاویه گام پره و سیستم تحریک می باشد. که هر یک از این اجزاء انواع مختلف داشته و در مدل های مختلف براساس نیاز ساخته می شوند. لذا با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران و اهمیت انرژی‌های تجدیدپذیر به این موضوع پرداخته می شود.

باد رایگان است بشر از عهد باستان این نکته را به خوبی دریافته است و آسیاب بادی را ساخته است تا آب چاهها را بیرون بکشد و غلات را آرد کند. امروزه آسیابهای بادی دیگر منسوخ شده اند و جای خود را به مولدهای بادی داده اند که الکتریسته تولید می کنند. بهترین جا برای تاسیس مولدهای بادی سواحل دریا و تپه ها هستند. در این نقاط باد شدیدتر و منظم تر از نقاط دیگر می‌وزد. (برای تولید الکتریسته سرعت باد باید به طور متوسط 5 متر بر ثانیه، یعنی 18 کیلومتر در ساعت باشد.) اما باد این عیب بزرگ را دارد که فقط بعضی روزها و بعضی ساعات می وزد. اگر فقط به انرژی باد اتکا کنیم، به سرعت دچار کمبود الکتریسته
می شویم. پس راه حل چیست؟ راه حل این است که با استفاده از باتریها الکتریسته ای را که در ساعات بادخیز تولید شده است، ذخیره کنیم. راه دوم این است که مولد بادی را با موتوری که با سوخت کار می کند همراه سازیم. و در واقع یک گروه الکترون بوجود می آوریم. به این ترتیب می توانیم وقتی که باد نیست از الکتریسته ای که ماشین دوم تولید می کند استفاده کنیم.

تعداد صفحات 127 word

فصل اول مقدمه. 3

1-1- مقدمه. 4

2-1- تاریخچه انرژی باد در جهان. 6

3-1- تلاش برای تسخیر دریا 7

4-1- وضعیت کنونی بهره برداری از انرژی باد در جهان. 7

1-4-1 نداشتن هزینه اجتماعی: 8

2-4-1 اثرات زیست محیطی: 8

3-4-1- اثرات گلخانه ای.. 9

5-1 اهمیت و لزوم بکارگیری انرژی باد از بعد اقتصادی.. 9

6-1 بحران انرژی.. 11

فصل دوم استفاده از انرژی باد. 13

1-2 استفاده از انرژی باد. 14

2-2 سرعت وصل.. 15

3-2 سرعت اسمی.. 15

4-2 سرعت قطع. 15

5-2 - حد بتز. 16

6-2 - بررسی کمی سیستمهای مبدل باد. 16

فصل سوم معرفی انواع توربین های بادی- ساختار الکتریکی مکانیکی.. 22

1-3- سیستم های انرژی باد. 23

2-3- طرح های اصلی توربین های بادی.. 23

1-2-3- توربین نوع محور افقی.. 23

2-2-3- توربین نوع محور عمودی.. 24

3-2-3- توربین های تکمیل شده. 24

3-3- اجزای اصلی یک نیروگاه بادی.. 25

1-3-3- پره‌ های توربین.. 25

2-3-3- طراحی کششی.. 26

3-3-3- طراحی بر اساس نیروی بالا برنده. 26

4-3-3- نسبت سرعت نوک پره. 26

5-3-3- طراحی کششی.. 27

6-3-3- طراحی بر اساس نیروی بالا برنده. 27

7-3-3-شفت سرعت پایین.. 28

8-3-3- جعبه دنده. 28

9-3-3- شفت سرعت بالا.. 28

10-3-3- ژنراتورها 29

11-3-3- کنترل کننده مکانیکی.. 30

12-3-3- سیستم هیدرولیک.... 30

13-3-3-قسمت خنک کننده. 30

14-3-3- تنظیم کننده گام و زاویه پره. 30

15-3-3- دستگاه جهت یاب... 31

16-3-3- محفظه توربین.. 31

17-3-3- مکانیزم چرخش.... 31

18-3-3-باد سنج و بادنما 32

1-18-3-3- کنترل شیب توربین های بادی.. 33

2-18-3-3- سیستم ایستایی کنترل توربین های بادی.. 33

19-3-3- سیستم کنترل ایستایی فعال توربین های بادی.. 33

20-3-3- سیستم کنترل و فرمان. 34

21-3-3-سیستم سنکرونیزاسیون. 34

22-3-3-دستگاه هیدرولیکی مبدل فرکانس.... 34

23-3-3- سیستم توزیع الکتریکی.. 35

24-3-3- سیستم ارتباطات و کنترل. 36

25-3-3- سازه های نگهدارنده توربین بادی.. 36

1-25-3-3- توربین های بادی کوچک: 36

2-25-3-3- توربین بادی بزرگ.... 37

4-3- سازه نگهدارنده توربین بادی.. 37

1-4-3- سازه های خودایستا: 38

2-4-3- سازه های به صورت خرپایی.. 39

3-4-3- سازه های به صورت پوسته فلزی.. 39

4-4-3-سازه های بتنی.. 40

5-4-3- سازه های مهار بندی شده: 40

5-3- ضوابط طراحی ساده. 41

6-3- سیستم های کنترل دور در توربین های بادی.. 42

1-6-3- به توربین های بادی.. 42

2-6-3- کنترل توسط پره (ترمز هوایی) 43

1-2-6-3-توربین های محور افقی.. 43

2-2-6-3-کنترل توسط تغییر زاویه گام. 44

3-2-6-3-کمک به ایجاد استال. 44

4-2-6-3- استال تنظیم شده: 45

7-3- ترمز های مکانیکی.. 46

1-7-3- ترمز های دیسکی.. 46

2-7-3- مزایای استفاده از ترمزهای دیسکی در توربین های بادی.. 47

8-3- نتیجه گیری.. 47

فصل چهارم ژنراتور نیروگاه بادی.. 49

1-4- ژنراتور مغناطیس دائم با اینورتر منبع جریان برای توربین های سرعت متغیر. 50

2-4- ژنراتور سنکروه با اینورتر منبع جریان. 51

3-4- ژنراتور با قطب برنامه ریزی شده برای توربین های سرعت متغیر: 52

فصل پنجم بررسی سیستم های مبدل باد به انرژی الکتریکی.. 55

1-5- مقدمه. 56

2-5 سیستم انتقال. 59

3-5 مبدل الکتریکی.. 60

1-3-5 سیستمهای مبدل قدرت سنکرون. 60

فصل ششم سیستم آسنکرون. 65

1-6- سیستم های آسنکرون. 66

2-6- ژنراتور DC شنت با بار باتری.. 69

3-6- ژنراتور کمپوند اضافی.. 75

4-6- ژنراتورسنکرون. 76

1-4-6- مشخصه گشتاور. 78

2-4-6- پایداری ژنراتور سنکرون. 79

3-4-6- مشخصه خروجی ژنراتور سنکرون. 80

4-4-6- تغییر قطبهای ژنراتور سنکرون. 81

5-4-6- راه اندازی ژنراتور سنکرون. 82

5-6- ژنراتورهای Ac. 92

6-6- ژنراتور القایی خود تحریک.... 94

7-6- ژنراتور مدولاسیون میدان. 109

8-6-ژنراتور راسل.. 113

فصل هفتم مبدلهای الکتریکی.. 117

1-7- مبدلهای الکترونیکی.. 118

2-7-مبدل DC/AC.. 118

3-7- اینورتر سه فاز برای تغذیه موتورآ سنکرون. 120

4-7- مبدلهای AC/DC.. 120

6-7- اتصال نیروگاه های بادی به شبکه سراسری.. 122

1-6-7- طراحی اندازه سیستمهای متصل به شبکه. 122

2-6-7- سیستمهای غیرمتصل به شبکه سراسری.. 123

3-6-7- طراحی سیستمهای خارج از شبکه سراسری.. 123

نیروگاه کارون

عنوان مقاله : نیروگاه کارون

قالب بندی : Word

قیمت : 2300 تومان

شرح مختصر : نیروگاه کارون 3 دارای ژنراتور سنکرون با محور عمودی است . بخش قظعات مورد نیاز این پروژه توسط شرکت های داخلی مانند ماشین سازی اراک و پارس ژنراتور و هدکو تحت نظارت و پشتیبانی شرکت اتریشی ساخته شده است که بیشر 90 درصد قطعات ساخته شده ساخت داخل بوده که 10 درصد باقی مانده به دلیل تکنیک در مراحل ساخت از اتریش وارد شده است. ژنراتور خود دارای دو بخش عمده و اساسی می باشد یکی روتور و دیگری استاتور قطر روتور در این نیروگاه 2/9 متر بوده و قطر استاتور 13 متر بوده است که به طور کلی ارتفاع کلی 8/7 متر می باشد. میدان مغناطیسی در روتور ایجاد شده و در شین های استاتور القا می شود و از طریق باسداکت ها به ترانسفورماتور منتقل می شود. محور رابط ارتباط بین رانر توربین و روتور را بر عهده دارد عمل تثبیت موقعیت توسط یاتاقان اصلی صورت می گیرد که روغن ریزی اصطحکاک بین سطوح و سطح را کاهش می دهد این روغن ها بوسیله رادیاتور های خنک کننده توسط آب خنک میشود به دلیل اندازه بزرگ و وزن زیاد عمل مونتاژ در خود نیروگاه انجام می گیرد.

گزارش کار آزمایشگاه بررسی سیستم های قدرت

عنوان گزارش: گزارش کار آزمایشگاه بررسی سیستم های قدرت

قالب بندی: WORD

تعداد صفحات: 66

شرح مختصر:

آزمایش شماره 1: بررسی اتصالات سه فاز

تئوری: ترانس یک سیستم الکترو مغناطیسی استاتیک است که دارای سیم پیچ های تحریک می باشد. این سیم پیچ ها در تزویج مغناطیسی با یکدیگر هستند. برای آنکه عمل تزویج مغناطیسی به حداکثر خود برسد سیم پیچ ها را بر روی یک هسته ی آهنی مشترک و بدون فاصله ی هوایی می پیچند. لذا سیم پیچ ها در ترانس از نظر الکتریکی هیچ نوع ارتباطی با هم نداشته لیکن از نظر مغناطیسی در تزویج با یکدیگر هستند.

نتایج حاصله:

در اتصال صحیح در ولتاژ 380V جریان 0.16A کشیده شد در حالی که در اتصالی که سر و ته سیم پیچ ها به هم وصل شده بودند در 215V جریان 0.23A مشاهده شد.

اکنون برای اتصال ثانویه پس از آنکه سیم پیچ های اولیه برچسب گذاری شدند بایستی ترانس را در حالی که از طریق سیم پیچ های اولیه تغذیه کرده ایم امتحان نماییم (ترانس برقدار است).

روش های عملی تعیین گروه برداری:

1- استفاده از اسیلوسکوپ

2- روش سه ولتمتری

استفاده از واتمتر

آزمایش شماره 2: بررسی ماشین های آسنکرون سه فاز

آزمایش شماره 3: ژنراتور سنکرون وبررسی مشخصه های کار آن

آزمایش شماره 4: بررسی ترانس سه فاز

آزمایش شماره 5: بررسی حالت کار موتور آسنکرون سه فاز و حالت مبدل فرکانس

آزمایش شماره 6: موتورهای دالاندر

تئوری

موتور های القایی عموما برای گرداندن بار ثابت در سرعت ثابت به کار می روند. در این حالت موتور معمولا در لغزش پایین و راندمان بالا کار می کند.

تا حدود بیست سال پیش (۱۹۸۵ م.) تنها کاربرد موتور های القایی به همین موارد خلاصه می شد و موتورهای القایی در جاهایی که نیاز به کنترل دقیق و تنظیم سرعت داشتند به کار نمی رفتند. اما با معرفی درایوهای فرکانس متغیر با تکنولوژی حالت جامد در الکترونیک قدرت موتور های القایی پا به عرصه ای گذاشتند که تا قبل از آن قلمرو موتورهای «دی سی» محسوب می شد.

نتایج آزمایش های بی باری و روتور قفل شده:

(آزمایش بی باری فقط در لغزش کوچک انجام شد و از محرک خارجی استفاده نگردید)

   نتایج آزمایش DC؟

برای آزمایش دی سی می توان از خروجی کلید مثلث، ستاره ی دوبل استفاده کرد، ولی باید توجه داشت که در حالت مثلث مقاومت بین دو فاز مقاومت دو سیم پیچ سری است ولی در حالت ستاره ی دوبل مقاومت بین دو فاز مقاومت چهار سیم پیچ است که دو به دو با هم موازیند و بنابراین مقاومت حالت ستاره ی دوبل همان مقاومت هر سیم پیچ خواهد بود.

دانلود رشته برق درباره موتورهای سنکرون

موتورهای سنکرون

موتورهای سنکرون به ماشینهای سنکرونی گفته می‎شود که برای تبدیل توان الکتریکی به توان مکانیکی به کار برده می‎شود که سعی می‎شود در ادامه به اساس کار این موتورها پرداخته شود.

برای درک بهتر موتور سنکرون شکل (10-9) را در نظر بگیرید. که یک موتور سنکرون دو قطبی را نشان می‎دهد. جریان میدان IF موتور، میدان مغناطیسی حالت پایدار BR را تولید می‌کند یک مجموعه ولتاژ سه فاز به استاتور ماشین اعمال می‎شود و در نتیجه یک جریان سه فاز در سیم پیچی ها ایجاد می گردد و همانطوری که می دانیم یک مجموعه جریان سه فاز در سیم پیچی های آرمیچر تولید یک میدان مغناطیسی دوار یکنواخت BS می‌کند. پس در ماشین دو میدان مغناطیسی وجود دارد. و میدان روتور در واقع تمایل دارد که با میدان استاتور هم خط شود. درست همان طور که اگر دو میله مغناطیسی نزدیک هم قرار گیرند تمایل به هم خط شدن دارند. چون میدان مغناطیسی استاتور دوران دارد میدان مغناطیسی روتور و خود روتور می خواهند به میدان استاتور برسند. هرچه زاویه بین این دو میدان مغناطیسی بزرگتر باشد گشتاور وارد بر روتور ماشین بزرگتر است. اساس کار موتور سنکرون این است که روتور میدان مغناطیسی دوار استاتور را حول یک دایره تعقیب کرده و هیچ گاه کاملاً به آن نمی رسد.

تعداد صفحات 150 word

فهرست

عنوان صفحه

1-1: مقدمه............................................................................................................

1-2: کمیات اساسی الکتریکی................................................................................

1-2-1: بار............................................................................................................

1-2-2: جریان.......................................................................................................

1-2-3: ولتاژ.........................................................................................................

1-2-4: توان الکتریکی...........................................................................................

1-2-5: مقاومت.....................................................................................................

1-3: اتصال سری مقاومتها.......................................................................................

1-4: اتصال موازی مقاومتها................................................................................

1-5: منابع.............................................................................................................

1-5-1: منبع ولتاژ.................................................................................................

1-5-2: منبع جریان...................................................................................................

1-6: قانون ولتاژ کیرشهف (KVL).......................................................................

1-7: مقسم ولتاژ...................................................................................................

1-8: مقسم جریان.................................................................................................

1-9: مدارهای مختلط............................................................................................

1-10: زمین مدار..................................................................................................

مسائل فصل 1.......................................................................................................

فصل دوم: جریان متناوب..........................................................................................

2-1: موج سینوسی................................................................................................

2-2: فرکانس.........................................................................................................

2-3: مقدار متوسط....................................................................................................

2-4: قوانین اهم در مدارهای AC.........................................................................

2-4-1: فاز............................................................................................................

2-5: فازور............................................................................................................

2-6: اعداد مختلط..................................................................................................

2-7: ساده کردن اعداد مختلط..............................................................................

2-8: موج پالس......................................................................................................

2-9: موج مثلثی.....................................................................................................

مسائل فصل دوم...................................................................................................

فصل سوم روشهای تحلیل مدار...........................................................................

3-1: تبدیل منابع....................................................................................................

3-2: قضیه جمع آثار.............................................................................................

3-3: روش ولتاژ گره ها.......................................................................................

3-4: روش جریان مش.........................................................................................

3-5: روش تونن....................................................................................................

3-6: روش نورتن.................................................................................................

3-7: انتقالی حداکثر توان به بار..................................................

مسائل فصل 3....................................................................................

فصل چهارم: وسایل اندازه گیری......................................................

4-1: ولتمتر..............................................................................

4-2: آمپرمتر....................................................................

4-3: اهم متر.......................................................................................

4-4: تست کردن قطعات الکتریکی..................................................

4-4-1: سیم.........................................................................

4-4-2: مقاومت......................................................................

4-4-3: سلف...................................................................

4-4-4: خازن...........................................................................

4-5: اسیلسکوپ....................................................................

مسائل فصل چهارم...................................................................

فصل پنجم: خازن و سلف در جریان مستقیم.................................

5-1: خازن.................................................................................

5-2: خازن در جریان مستقیم..................................................

5-3: شارژ خازن...........................................................

5-4: دشارژ خازن........................................................

5-5: به هم بستن خازنها........................................................

5-6: سلف............................................................................

5-7: سلف در جریان مستقیم................................................

5-8: تغییرات جریان در سلف................................................

5-9: به هم بستن سلف ها...........................................................

مسائل فصل پنجم................................................................

فصل ششم: خازن و سلف در جریان متناوب.................................

6-1: مدارهای RC................................................................

6-1-1: مدارهای RC موازی ..................................................

6-2: مدارهای RL......................................................................

6-2-1: مدار RL سری..............................................................

6-2-2: مدار RL موازی.............................................................

مسائل فصل ششم.........................................................................

فصل هفتم: مدارهای RLC................................................................

7-1: RLC سری..........................................................................

7-1-1: فرکانس تشدید مدار سری.......................................................................

7-2: RLC موازی.................................................................................................

7-2-1: فرکانس تشدید در RLC موازی..............................................................

7-3: پهنای باند.....................................................................................................

مسائل فصل هفتم..................................................................................................

فصل هشتم ترانسفورماتورها....................................................................................

8-1: اندوکتانس متقابل..........................................................................................

8-2: توان..............................................................................................................

8-3: بازتاب امپدانس.............................................................................................

مسائل فصل هشتم................................................................................................

فصل نهم: سیستم های چند فازه...........................................................................

9-1: سیستم تک فاز..............................................................................................

9-2: سیستم سه فاز.............................................................................................

9-3: توان در مدارهای سه فاز.............................................................................

مسائل فصل نهم:...........................................................................

فصل 10: موتور و ژنراتورهای DC.............................................

10-1: موتورهای DC................................................................

10-2: معرفی موتورهای DC............................................................

10-3: انواع موتورهای DC.........................................................

10-4: مدار معادل موتورهای DC........................................................................

10-5: موتورهای DC تحریک مجزا و موازی......................................................

10-6: مشخصه پایانه ای موتور DC موازی........................................................

10-7: معرفی ژنراتورهای DC.........................................................

10-8: ژنراتور تحریک مجزا.........................................................

10-9: مشخصات پایانه ای ژنراتورهای تحریک مجزا...........................

10-11: کنترل ولتاژ پایانه ای............................................................

10-12: ژنراتور dc موازی...................................................................................

10-13: موتورهای سنکرون.................................................................................

10-14: مدار معادل موتور سنکرون....................................................................

10-15: موتور سنکرون از دید میدان مغناطیسی.................................................

10-16: کار موتور سنکرون در حالت پایدار........................................................

10-17: سختی مشخصه گشتاور در سرعت موتور سنکرون..............................

10-18: اثر تغییرات بار روی موتور سنکرون......................................................

10-19: نمودار فیزوری ژنراتور سنکرون...........................................................

10-20: ژنراتور سنکرون.....................................................................................

10-21: ساختمان ژنراتور سنکرون......................................................................

10-22: سرعت و چرخش ژنراتور سنکرون........................................................

10-23: اندازه گیری پارامترهای مدل ژنراتور سنکرون......................................

10-23-1: نسبت اتصال کوتاه.............................................................

10-24: اثر تغییرات جریان میدان بر موتورهای سنکرون...................................

10-25: موتور سنکرون کم تحریک و موتور سنکرون پر تحریک.......................

مسائل.........................................................................