• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


طراحی بهینه سازی گرمایی برای پنل های کنترل ترانسفورماتورهای نصب شده روی پد در توربین های بادی دریایی

Dyson
Dyson
ميدان: پايگاه هاي برقى
China

گذار جهانی انرژی توان بادی دریایی را افزایش می‌دهد، اما محیط‌های دریایی پیچیده چالش‌هایی برای قابلیت اطمینان توربین‌ها ایجاد می‌کنند. خنک‌سازی کنترل‌کننده‌های ترانسفورماتور (PMTCCs) بسیار مهم است—حرارت غیرخنثی شده باعث آسیب به قطعات می‌شود. بهینه‌سازی خنک‌سازی PMTCCs کارایی توربین‌ها را افزایش می‌دهد، اما تحقیقات عمدتاً روی مزارع بادی ساحلی تمرکز دارد و مزارع بادی دریایی را نادیده می‌گیرد. بنابراین، طراحی PMTCCs برای شرایط دریایی برای افزایش امنیت ضروری است.

1 بهینه‌سازی خنک‌سازی PMTCC
1.1 افزودن دستگاه‌های خنک‌سازی

برای PMTCCs دریایی، دستگاه‌های خنک‌سازی کاملاً بسته را اضافه/بهینه کنید تا مقاومت به نمک و رطوبت داشته باشند. این دستگاه‌ها کنار ترانسفورماتور‌ها نصب شده و از طریق رابط‌های خاص متصل می‌شوند و حلقه‌های خنک‌سازی مؤثر را تشکیل می‌دهند. جریان هوا در دستگاه‌ها: شکل 1 را ببینید.

به دلیل ویژگی‌های خاص اقلیم دریایی در مزارع بادی دریایی، مانند نوسانات بزرگ دما، رطوبت بالا و فرسودگی نمک، الزامات بسیار سختگیرانه‌ای بر عملکرد خنک‌سازی کنترل‌کننده‌های ترانسفورماتور تحمیل می‌شود. برای بهینه‌سازی دقیق طراحی رادیاتور، این مطالعه به طور نوآورانه ANSYS را با MATLAB ترکیب می‌کند و از الگوریتم‌های ژنتیکی برای بهینه‌سازی پارامترهای عرض رادیاتور استفاده می‌کند.

به دلیل محدودیت‌های زبان برنامه‌نویسی پارامتریک داخلی ANSYS در ادغام مستقیم الگوریتم‌های بهینه‌سازی، MATLAB به عنوان واسط میانی انتخاب شده است. با توسعه رابط توسعه ثانویه ANSYS، اتصال بی‌درنگ بین ANSYS و MATLAB تحقق یافته است. فرض می‌شود که مساحت کل رادیاتور 0.36 متر مربع است و رابطه بین عرض پشت az و عرض لبه جانبی ac رادیاتور به صورت زیر تعریف شده است:

با محاسبات و شبیه‌سازی‌های دقیق، عرض بهینه پشت رادیاتور به 0.235 متر تعیین شده و عرض‌های دو رادیاتور جانبی به 1.532 متر تنظیم شده‌اند. این بهینه‌سازی نه تنها مساحت کل رادیاتور را حفظ می‌کند بلکه عملکرد خنک‌سازی آن را نیز افزایش می‌دهد.

1.2 فناوری خنک‌سازی هوا اجباری

خنک‌سازی هوا اجباری از فن‌ها برای تسریع در چرخش هوا استفاده می‌کند و با گسترش تفاوت دما از طریق همرفت هوا، خنک‌سازی را افزایش می‌دهد. این روش دمای کابین را به صورت ایمن کنترل می‌کند اما با تلفات اصطکاکی و محلی در لوله‌ها مواجه است. بهینه‌سازی‌ها شامل گسترش عرض لوله از 100 به 120 میلی‌متر و کاهش قطر هیدرولیکی، کاهش تلفات انرژی و افزایش کارایی می‌شود. روغن خنک شده از طریق لوله‌های پایین به مخزن بازمی‌گردد و حلقه‌ای بسته برای خنک‌سازی دوگانه تشکیل می‌دهد. جریان را در شکل 2 ببینید.

برای بهینه‌سازی خنک‌سازی، حالت خنک‌سازی هوا اجباری طبیعی (ONAF) انتخاب شده است. فن‌ها جریان هوا را تحریک می‌کنند تا هوای خنک از پایین به بالا حرکت کند و به طور موثر کل سطح رادیاتور را پوشش دهد.

1.3 بهینه‌سازی ورودی و خروجی در اتاق ترانسفورماتور اصلی

بر اساس تلفات انرژی کنترل‌کننده ترانسفورماتور و تفاوت دمای مورد انتظار بین ورودی و خروجی، جریان هوا با استفاده از اصول ترمودینامیک محاسبه می‌شود. فرمول جریان هوا V به صورت زیر است:

در فرمول:

  • Q تلفات حرارتی در واحد زمان است؛

  • ρ چگالی هوا است؛

  • b ظرفیت گرمایی خاص است؛

  • ΔT تفاوت دمای بین ورودی و خروجی است.

با توجه به احتمال کاهش کارایی تهویه، نرخ جریان هوا اندازه‌گیری شده به 1.6V تنظیم شده است. فرمول محاسبه مساحت مؤثر ورودی A به صورت زیر است:

که در آن v سرعت هوا در هر دو ورودی و خروجی را نشان می‌دهد. پس از مشخص کردن تلفات انرژی کنترل‌کننده ترانسفورماتور و تعیین تفاوت دمای مورد انتظار بین ورودی و خروجی، جریان هوا V با استفاده از اصول ترمودینامیک محاسبه می‌شود. در نهایت، ابعاد خاص ورودی و خروجی بر اساس جریان هوا V طراحی می‌شود:

  • ورودی: عرض 0.200 متر و ارتفاع 0.330 متر؛

  • خروجی: عرض 0.250 متر و ارتفاع 0.264 متر.

تحلیل همبستگی بین تلفات فشار ورودی و مساحت بازشدن نشان می‌دهد که افزایش مساحت بازشدن می‌تواند به طور موثر تلفات فشار گاز را کاهش دهد و بنابراین کارایی خنک‌سازی را افزایش دهد. با توجه به حفظ قدرت ساختاری کابین کنترل، مساحت بازشدن ورودی به 0.066 متر مربع تنظیم شده است. برای افزایش مساحت مؤثر تهویه، روشی ترکیبی از گریل‌ها و پوشش‌های لووری استفاده شده است تا مسیرهای تهویه را افزایش دهد و همزمان ورود گرد و باران را جلوگیری کند. در بخش پایین اتاق ترانسفورماتور اصلی، یک پنجره ورودی هوا اضافه شده است که حدود 40 سانتی‌متر بالاتر از زمین قرار دارد تا مساحت ورودی را بیشتر کند.

بر اساس اصل ورود هوا از پایین و خروج از بالا، طراحی ورودی و خروجی بهینه شده است. ورودی در بخش پایین اتاق ترانسفورماتور اصلی قرار دارد و خروجی در بخش بالایی قرار گرفته تا همرفت طبیعی را تشکیل دهد. این امر اجازه می‌دهد که هوا گرم به صورت هموار از خروجی خارج شود و هوا سرد از ورودی وارد شود و یک چرخه هوا مؤثر را برای بهبود کارایی خنک‌سازی ایجاد کند.

1.4 بهینه‌سازی ساختار کابین کنترل

برای مقابله با چالش‌های منحصر به فرد نمک، رطوبت و مواد فرساینده در مزارع بادی دریایی، مواد ضدفرساد با عملکرد بالا و فناوری‌های بسته‌بندی پیشرفته استفاده شده‌اند تا محافظت کلی کابین کنترل را افزایش دهند.

طراحی خنک‌سازی بهبود یافته:

  • پنجره‌های تهویه بهینه شده: برای حل مشکل خنک‌سازی ناکافی ناشی از نقص پنجره‌های خروجی، فضاهای تهویه اضافی به طور استراتژیک در بالا و جنب‌ها قرار داده شده‌اند. محاسبات اندازه و تعداد بهینه را تعیین می‌کنند تا جریان هوا را به حداکثر برسانند در حالی که تمامیت ساختاری را حفظ می‌کنند:

    • 80 پنجره تهویه در بالا (هر کدام 1.0 متر × 0.2 متر)؛

    • 20 پنجره تهویه در جنب (هر کدام 2.0 متر × 0.15 متر).

ورود کابل و بهینه‌سازی جریان هوا:

  • ورودی‌های مستطیلی: پورت‌های ورود کابل مستطیلی در فولاد کانال پایه فریم ماشین‌کاری شده‌اند، که نصب کابل را ساده‌تر می‌کند و مسیرهای جریان هوا را بهبود می‌بخشد.

  • صفحه پایین لیز: یک صفحه پایین لیز جریان کابل‌ها را به ترمینال‌ها تسهیل می‌کند در حالی که بسته‌بندی مؤثر را حفظ می‌کند و اجزای داخلی را محافظت می‌کند.

این بهینه‌سازی‌ها به یک طرح کابل‌بندی ساختاری و جدا شده منجر می‌شود که هم مدیریت حرارتی و هم قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

2 تأیید آزمایشی
2.1 تنظیم آزمایش

برای تأیید امکان‌پذیری طراحی خنک‌سازی، یک پلتفرم آزمایشی ساخته شد تا به طور جامع محیط مزرعه بادی دریایی را شبیه‌سازی کند. دو فن برای تقلید سرعت و جهت باد دریایی استفاده شد. تجهیزات آزمایشی در جدول 1 آورده شده‌اند.

برای شبیه‌سازی محیط مزرعه بادی دریایی، هنگام استفاده از فن‌ها برای تقلید سرعت و جهت باد، باید به یکنواختی سرعت باد و تنوع جهت باد توجه شود. یکنواختی سرعت باد برای ارزیابی دقیق عملکرد خنک‌سازی کابین کنترل حیاتی است و تنوع جهت باد می‌تواند به طور جامع‌تر تغییرات جهت باد دریایی را شبیه‌سازی کند. بنابراین، در طول آزمایش، فن‌ها باید به طور دقیق کنترل شوند تا سرعت و جهت باد با ویژگی‌های واقعی مزرعه بادی دریایی مطابقت داشته باشد.

2.2 نتایج و تحلیل آزمایشی

بعد از بهینه‌سازی خنک‌سازی کابین کنترل ترانسفورماتور نوع جعبه‌ای مزرعه بادی دریایی، کارایی خنک‌سازی بخش‌های مختلف کابین کنترل قبل و بعد از بهینه‌سازی ثبت شد، مانند جدول 2.

2.3 نتایج و بحث

بر اساس داده‌های آزمایشی در جدول 2، کارایی خنک‌سازی کابین کنترل ترانسفورماتور نوع جعبه‌ای مزرعه بادی دریایی پس از بهینه‌سازی به طور قابل توجهی بهبود یافته است:

  • بهبود مناطق کلیدی:

    • پنجره تهویه بالایی: کارایی از 772 W·℃⁻¹ به 1,498 W·℃⁻¹ افزایش یافت؛

    • پنجره تهویه جانبی: کارایی از 735 W·℃⁻¹ به 1,346 W·℃⁻¹ بهبود یافت؛

    • مساحت ورودی کابل: کارایی از 892 W·℃⁻¹ به 1,683 W·℃⁻¹ افزایش یافت.
      این نتایج موثر بودن سیستم هوا سرد اجباری و طراحی بهینه ورودی و خروجی را تأیید می‌کند.

  • بیشترین بهبود در رادیاتور:
    کارایی رادیاتور داخلی بیشترین افزایش را داشت—از 980 W·℃⁻¹ به 1,975 W·℃⁻¹—که نقش مهم پارامترهای بهینه فین و ساختار کابین در بهبود عملکرد حرارتی را نشان می‌دهد.

3 نتیجه‌گیری

این مطالعه تأثیر محیط سخت مزرعه بادی دریایی بر خنک‌سازی کابین کنترل را تحلیل کرد. با هدایت از اصول انتقال حرارت، یک طرح بهینه‌سازی هدفمند پیشنهاد شد و آزمایشی تأیید شد. طراحی بهینه شده نه تنها کارایی خنک‌سازی را افزایش می‌دهد و دمای داخلی را کاهش می‌دهد، بلکه مقاومت در برابر فرسودگی را نیز افزایش می‌دهد و عمر مفید را افزایش می‌دهد. این اقدامات پشتیبانی فنی قوی برای عملیات پایدار مزارع بادی دریایی ارائه می‌دهند.

نوروغ و مصنف ته هڅودئ!
پیشنهاد شده
حداقل ولتاژ عملیاتی برای شیرکننده‌های خلأ
حداقل ولتاژ عملیاتی برای شیرکننده‌های خلأ
د ویکیوم سرچینو د تریپ او کلوس عملياتو لپاره مینیمم کارولوې ولټاژ۱. پیښهکه شما د "ویکیوم سرچین" اصطلاح وګورئ، دا ممکن داسې ناشناخته به ښي. خو که ما د "سرچین" یا "برقونه کنټرول" واخلم، زه اوږد غړي ځانګړي دی. د حقیقت په پام کې نیولو سره، د ویکیوم سرچینونه د مدرن برقی سیستمونو کلیدي کامپوننټون دي چې د دایره حفاظت لپاره مسئول دي. نو هغه یو مهمه مفهوم راولي - د تریپ او کلوس عملياتو لپاره مینیمم کارولوې ولټاژ.دا داسې ده چې د سرچین یوازې په کوم کمترین ولټاژ کې د قابلیت سره کار کولی شي. به عبارت دیگري،
Dyson
10/18/2025
سیستم بهینه‌سازی هیبرید باد-فتوولتایی کارآمد با ذخیره‌سازی
سیستم بهینه‌سازی هیبرید باد-فتوولتایی کارآمد با ذخیره‌سازی
1. باد و نوری فتوولتائیک تولید برق خصوصیات کا تجزیہباد اور نوری فتوولتائیک (PV) تولید برق کی خصوصیات کا تجزیہ مکمل ہائبرڈ نظام کے ڈیزائن کرنے کا بنیادی مرحلہ ہے۔ کسی خاص علاقے کے سالانہ باد کی رفتار اور سورجی روشنی کی شدت کی آماری تجزیہ سے ظاہر ہوتا ہے کہ باد کے ذخائر میں موسمی تبدیلیاں ہوتی ہیں، جن میں سرما اور پھول کے موسم میں زیادہ باد کی رفتار اور گرمی اور پتھر کے موسم میں کم رفتار ہوتی ہے۔ باد کی توانائی تولید باد کی رفتار کے مکعب کے تناسب میں ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں قابل ذکر آؤٹ پٹ کی تغی
Dyson
10/15/2025
سیستم IoT ترکیبی باد-آفتاب برای نظارت زنده بر لوله‌های آب
سیستم IoT ترکیبی باد-آفتاب برای نظارت زنده بر لوله‌های آب
I. حالت فعلی و مشکلات موجوددر حال حاضر، شرکت‌های تأمین آب شبکه‌های گسترده‌ای از لوله‌های آب را در زیرزمین شهرها و روستاها نصب کرده‌اند. نظارت به‌روز بر داده‌های عملیاتی لوله‌ها برای فرماندهی و کنترل مؤثر تولید و توزیع آب ضروری است. بنابراین، باید ایستگاه‌های زیادی برای نظارت بر داده‌ها در طول لوله‌ها تأسیس شوند. با این حال، منابع برق پایدار و قابل اعتماد نزدیک این لوله‌ها به ندرت در دسترس هستند. حتی وقتی برق در دسترس است، کشیدن خطوط تغذیه اختصاصی هزینه‌بر، آسیب‌پذیر و شامل هماهنگی پیچیده با ارائ
Dyson
10/14/2025
چگونه سیستم انبار هوشمند مبتنی بر ربات های خودکار هدایت شونده (AGV) بسازید
چگونه سیستم انبار هوشمند مبتنی بر ربات های خودکار هدایت شونده (AGV) بسازید
AGV आधारित स्मार्ट वारेरहाउस लॉजिस्टिक्स सिस्टमलॉजिस्टिक्स उद्योग के तेजी से विकास, भूमि की कमी, और श्रम लागत में वृद्धि के साथ, वारेरहाउस, जो प्रमुख लॉजिस्टिक्स हब के रूप में कार्य करते हैं, बड़ी चुनौतियों का सामना कर रहे हैं। वारेरहाउस बड़े होने के साथ, ऑपरेशनल फ्रीक्वेंसी बढ़ती है, जानकारी की जटिलता बढ़ती है, और ऑर्डर-पिकिंग कार्य अधिक मांग करने लगते हैं। इसलिए, कम त्रुटि दर, श्रम लागत में कमी, और समग्र स्टोरेज दक्षता में सुधार करना वारेरहाउस उद्योग का प्रमुख लक्ष्य बन गया है, जो इंटेलिजेंट ऑ
Dyson
10/08/2025
استوالي چاپ کول
بارگیری
دریافت برنامه کاربردی IEE-Business
از برنامه IEE-Business برای پیدا کردن تجهیزات دریافت راه حل ها ارتباط با متخصصین و شرکت در همکاری صنعتی هر زمان و مکان استفاده کنید که به طور کامل توسعه پروژه های برق و کسب و کار شما را حمایت می کند