بررسی پتانسیل انرژی باد جهت احداث نیروگاه برق بادی در استان کردستان با استفاده از توزیع ویبول

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

مطلّب بایزیدی ¹ , بهرام قلیزاده ² , محمد ادیب عباسی ³

1 - مسوول مکاتبات): گروه مهندسی آب، واحد سنندج، دانشگاه آزاد اسلامی، سنندج، ایران.
2 - کارشناس ارشد اداره کل هواشناسی استان گلستان، ایران.
3 - کارشناس ارشد اداره کل هواشناسی استان کردستان، ایران.

تاریخ دریافت : 1393/09/07 تاریخ پذیرش : 1394/01/27 تاریخ انتشار : 1396/01/01

کلید واژه: انرژی باد, توزیع ویبول, چگالیقدرت باد, استان کردستان,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: انرژی باد یکی از مهمترین انرژی های قابل دسترس در سطح زمین می باشد و می تواند به انرژی الکتریسیته تبدیل شود. انرژی باد در مقایسه با انرژی سوخت های فسیلی به علت گستردگی، در دسترس بودن و پایداری، کاهش آلودگی هوا و اقتصادی بودن در ابعاد وسیعی مورد استفاده قرار گرفته است. در این مقاله هدف بررسی پتانسیل انرژی باد ایستگاه های سینوپتیک و اقلیم شناسی با استفاده از توزیع ویبول و آمارهای ثبت شده هواشناسی و با بکارگیری نرم افزار Windographer می باشد. روش بررسی: در این تحقیق 6ایستگاه سینوپتیک و یک ایستگاه اقلیم شناسی مورد بررسی قرار گرفت، داده های ساعتی سرعت و جهت باد ایستگاه های مورد مطالعه طی سالهای 2005 الی 2007 میلادی با تابع توزیع ویبول برازش و نمودارهای مربوطه رسم گردیدند. آنگاه با بهره گیری از نرم افزارهای متداول نمودارهای گلباد، سرعت باد، منحنی قدرت و در نهایت چگالی انرژی باد مناطق فوق برآورد گردید. همچنین نقشه پهنه بندی وضعیت بهره وری انرژی باد برای منطقه ترسیم گردید. بحث و نتیجه‌گیری: با توجه به اینکه چگالی قدرت باد در ایستگاه هزار کانیان در ارتفاع 50 متری،745 وات بر متر مربع می باشد، طبق جدول کلاس بندی اطلس انرژی باد آمریکا در کلاس 6 قرار داشته جزء مناطق پر باد و پارک بادی محسوب می گردد. بعد از آن ایستگاههای بیجار در شرق استان کردستان، با چگالی انرژی 301 وات بر متر مربع، ایستگاه زرینه در شمال استان کردستان با توان 290 وات بر متر مربع قرار می گیرند. سایر ایستگاههای موجود در استان دارای میانگین سرعت باد کمی بوده و توان انر‍ژی آنها کمتر از 200 وات بر متر مربع بودکه طبق استانداردهای بین المللی جزو مناطق کم باد محسوب شده و برای نصب توربین های بادی جهت استحصال برق مناسب نمی باشند

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Wind energy is an important energy source on earth that can be converted to electricity. The wind energy compared to fossil fuels is widely used because of its availability, stability, reducing air pollution and for economic reasons. The aim of this study is to analysize wind energy potential using the Wiebull distribution and the data recorded in synoptic and climatologically stations. The Windographer software is used for calculations. Method: In this study, hourly wind speed and direction data for 2005 to 2007 in 7 stations (6 synoptic and 1 climatology stations) were investigated and Wiebull distribution function fitted to data. Then, corresponding plots including wind rose, wind speed, and wind power curve were provided, and finally wind energy density was estimated. Moreover, the zoning map of wind potential density (WPD) for the study area was drawn. Conclusion: Wind power density was 745 watts per square meter at Hzarkanian station on 50meters height from ground surface, which has been placed in category 6 of American Atlas Table for wind energy. Such region is considered to be windy and wind park. Bijar station in the east of Kurdistan and Zarineh station in the north of Kurdistan, with 301 and 200 watt per square meters wind power density, respectively, ranked in the next place. Other stations had low mean wind speed and power energy lower than 200 watt per square meters. Based on international standards, such places are considered as regions with low wind and inappropriate for installation of wind turbines to extract electricity.

منابع و مأخذ:

1-      امامی ، ناصر، بهبهانی نیا ، سید ، علی و خلجی اسدی ، مرتضی،« ارزیابی آماری سرعت باد و پتانسیل انرژی منطقه فیروز کوه برای احداث نیروگاه بادی»، بیست و یکمین کنفرانس بین المللی برق،1388-تهران-ایران.

 

2-      ذوالفقاری،مریم،«برآورد چگالی نیروی باد در استان مرکزی»،چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، اردیبهشت 1389 – تهران-ایران.

3-      ثقفی، مجید، شریفی،مهدی و خلجی اسدی، مرتضی،«بررسی پتانسیل باد سیاهپوش در استان قزوین برای احداث نیروگاه برق بادی»، پنجمین همایش ملی انرژی، بهار 1384- تهران-ایران.

4-      شریفی، مهدی و شیرزادسیبنی، ابوالفضل،« امکان سنجی احداث نیروگاه برق بادی در جرندق تاکستان با توجه به پتانسیل جریان باد منطقه»، بیست ویکمین کنفرانس بین المللی برق ،1385-تهران-ایران.

5-      محمدی، جهانگیر،«مطالعات و برآورد انرژی باد در ایران»، مرکز توسعه انرژی های نو، سازمان انرژی اتمی،1383.

6-      Burton T., 2003. Wind Energy Handbook, First Edition, UK, Garrad Hassan and Partners.

7-      Keyhani A. M., Ghasemi V.,2010.An assessment of wind energy potential as a power generation source in the capital of Iran Tehran”, Energy, No. 35, pp. 188–201.

8-      Mukund R. P., Wind and Solar Power Systems, Second Edition, New York, 2006.

9-      Ram C. T., Shruthi B., 2005.Wind energy potential mapping in Karnataka, India, using GIS”, Energy Conversion and Management, No. 46, pp.1561–1578.

10-  Selic A., 2003.A statistical analysis of wind power density based on the Wibull and Reyleigh models at the southern region of Turkey”, Renewable Energy, No.29, pp.593– 604.

11-  Windographer software available at, http: www.mystaya.com.

12-  Wiser, D., 2008. Technical note A wind energy analysis of Grenada: an estimation using the ‘Weibull’ density Function”, Renewble Energy, No. 28, pp.1803-1812.

13-  Tchinda, R., Kaptouom, E., 2003.Wind energy in Adamou and North Cameroon provinces. Energy Conversion and Management, Vol.44, pp.845–857.

14-  Fadare, D., 2010. The application of artificial neural networks to mapping of wind speed profile for energy application in Nigeria. Applied Energy Vol.87, pp.934–942.