Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Behbahani,Nili ahmadabadi Mehdi
سعید بهبهانی (استاد راهنما) مهدی نیلی احمدآبادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Reza Mahdavi arshad
رضا مهدوی ارشد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Design of an Automatically Controlled Wing to Harvest High-Altitude Wind Energy (Kite Energy)
Today in many countries of the world, energy and its related issues are one of the most important challenges. It is anticipated that wind energy at high altitudes can provide the necessary energy for all countries of the world. Wind turbines have no competitive ability compared to fossil fuel power plants due to high infrastructure costs, low output power from any turbine, and insufficient wind resources at low altitudes. The method used in this study is based on the flight of tethered kites by wind force. This technique, as a subset of a new research field in Airborne Wind Energy, is called Kite Energy. In this way, Kite flies by lifting force and drives the generator on the ground. Kite can achieve wind energy sources at high altitudes, with higher energy levels and higher wind speeds than wind turbines. Also, these systems will have a lower cost of consuming power than other renewable energies. In the proposed method, the motion of a designed rigid kite, which is similar to a UAV, is controlled by the flaps angles. The kite is guided in a path similar to ``8" shape for the pumping cycle and energy production. The aerodynamic coefficients of the Kite have been extracted in the ``xflr5" software for a specified range of the attack and flaps angles. The kite is also navigated by controlling the angles of the flaps. This study shows that a kite with 1.5 meter span can produce more than 1000 W electrical power. Keywords: Airborn Wind Energy (AWE), Kite Enegy, Lift Power Kites, Pumping Cycle, Ground-Level Generators (GLGs)
امروزه در بسیاری از کشورهای دنیا، انرژی و مسایل مربوط به آن، یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی است که با آن روبرو هستند. پیش‌بینی شده‌است که انرژی باد در ارتفاعات بالا به اندازه‌ای است که می‌تواند انرژی مورد نیاز تمام کشورهای دنیا را تامین نماید. توربین‌های بادی با توجه به هزینه‌های زیرساختی بالا، توان خروجی پایین از هر توربین و کافی نبودن منابع باد در ارتفاعات پایین، کارایی قابل رقابتی را در مقایسه با نیروگاه‌های سوخت فسیلی ندارند. روشی که در این پژوهش بررسی شده، بر اساس به پرواز درآوردن کایت‌های مهار شده با طناب در اثر اعمال نیروی باد عمل می‌کند. این روش که زیرمجموعه‌ی یک زمینه‌ی تحقیقاتی جدید به نام انرژی باد هوابرد می‌باشد، انرژی کایت نام دارد. در این روش، کایت در اثر اعمال نیروی برآ به پرواز درآمده و ژنراتور مستقر بر روی زمین را به حرکت درمی‌آورد. انرژی کایت برخلاف توربین‌های بادی زمینی، می‌تواند به منابع انرژی باد در ارتفاعات بالا دست یابد که مقادیر انرژی در آن بزرگ‌تر بوده و سرعت باد ثبات بیشتری را نسبت به ارتفاع توربین‌های بادی دارد. همچنین این سیستم‌ها میزان هزینه مصرفی بر توان تولیدی کمتری را در مقایسه با سایر انرژی‌های تجدیدپذیر خواهند داشت. در روش پیشنهاد شده در این پژوهش، حرکت کایت صلب طراحی شده، که ساختاری شبیه به هواپیمای بدون سرنشین دارد، بر اساس کنترل زوایای بالک‌ها، کنترل شده و کایت در مسیری شبیه به 8 لاتین-خوابیده برای طی چرخه‌ی پمپاژ و تولید انرژی هدایت می‌شود. ضرایب آیرودینامیکی کایت با استفاده از نرم‌افزار xflr5 در بازه‌های معلوم از زوایای بالک‌ها و زوایای آیرودینامیکی کایت، استخراج شده و هدایت کایت به وسیله‌ی کنترل زوایای بالک‌ها صورت گرفته‌است. این پژوهش نشان می‌دهد که یک کایت 5/1 متری می‌تواند بیش از 1000 وات توان الکتریکی تولید نماید. کلمات کلیدی: انرژی باد هوابرد، انرژی کایت، کایت‌های توان نیروی برآ، چرخه‌ی پمپاژ، ژنراتورهای زمین مبنا

ارتقاء امنیت وب با وف بومی