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


Deniz Rüzgar Türbinlerinde Pad-Montajlı Trafo Kontrol Kabinleri için Termal Optimizasyon Tasarımı

Dyson
Dyson
Alan: Elektrik Standartları
China

Küresel enerji geçişi, deniz üstü rüzgar gücünü artırmaktadır, ancak karmaşık deniz ortamları türbin güvenilirliğini zorlamaktadır. Ped monteli transformatör kontrol kabinleri (PMTCC) için ısı散发似乎被意外截断了,让我继续完成翻译:

Küresel enerji geçişi, deniz üstü rüzgar gücünü artırmaktadır, ancak karmaşık deniz ortamları türbin güvenilirliğini zorlamaktadır. Ped monteli transformatör kontrol kabinetleri (PMTCC'ler) için ısı verimsizliğinin önemi kritik seviyededir—verimsiz ısı, bileşen hasarına neden olur. PMTCC ısı verimsizliğinin optimize edilmesi, türbin verimliliğini artırır, ancak araştırmalar çoğunlukla karayolu rüzgar çiftliklerine odaklanırken, deniz üstü olanları ihmal etmektedir. Bu nedenle, güvenliği artırmak için deniz koşulları için PMTCC'ler tasarlanmalıdır.

1 PMTCC Isı Verimsizliğinin Optimizasyonu
1.1 Isı Verimsizlik Cihazlarının Eklenebilmesi

Deniz üstü PMTCC'ler için, tuz püskürtme/nem direncini artırmak üzere tamamen kapalı ısı verimsizlik cihazları eklenmelidir/optimizelenmelidir. Dönüştürücülerin yanına monte edilen ve özel arayüzler aracılığıyla bağlanan bu cihazlar, etkili soğutma döngüleri oluşturur. Cihazlardaki hava akımı: Şekil 1'e bakınız.

Deniz üstü rüzgar çiftliklerindeki deniz ikliminin belirli özellikleri, büyük sıcaklık dalgalanmaları, yüksek nem ve tuz püskürtme erozyonu gibi faktörler, transformatör kontrol kabinetlerinin ısı verimsizliği performansı üzerinde daha sıkı gereksinimler getirmektedir. İçiçin hassas bir optimizasyon sağlamak için bu çalışma, ısı verimsizlik tasarımını optimize etmek için ANSYS ile MATLAB'ı yenilikçi bir şekilde birleştirerek genetik algoritmalar kullanmaktadır.

ANSYS'in dahili parametrik programlama dilinin optimizasyon algoritmalarını doğrudan entegre etme yeteneklerinin sınırlılıkları nedeniyle, MATLAB bir aracı olarak benimsenmiştir. ANSYS ikincil geliştirme arayüzü aracılığıyla, ANSYS ile MATLAB arasında sorunsuz bir bağlantı sağlanmıştır. Isı verimsizliğin toplam alanı 0.36 m2 olduğu varsayılmıştır ve ısı verimsizliğin arka genişliği az ile kenar genişliği ac arasındaki ilişki şu şekilde tanımlanmıştır:

Detaylı hesaplamalar ve simülasyonlar sonucunda, ısı verimsizliğin en iyi arka genişliği 0.235 m olarak belirlenmiştir, iki yan ısı verimsizlik genişliği de buna göre 1.532 m olarak ayarlanmıştır. Bu optimizasyon, ısı verimsizliğin toplam alanını korurken, ısı verimsizlik performansını da artırır.

1.2 Zorlanmış Hava Soğutma Teknolojisi

Zorlanmış hava soğutma, havanın dolaşımını hızlandırmak için fanlar kullanır, hava konveksiyonu yoluyla sıcaklık farklarını genişleterek ısı verimsizliğini artırır. Güvenli bir şekilde kabinet sıcaklığını kontrol eder, ancak kanallarda sürtünme/yerel kayıplara karşı gelir. Optimizasyonlar, kanal genişliğini 100'den 120 mm'ye genişletip hidrolik çapı azaltarak, enerji kaybını minimize eder ve verimliliği artırır. Soğutulmuş yağ, alttaki borular aracılığıyla tanka geri döner, çift soğutma için kapalı bir döngü oluşturur. Dolaşım için Şekil 2'ye bakınız.

Isı verimsizliğini optimize etmek için Yağ Doğal Havada Zorlanmış (ONAF) soğutma modu seçilmiştir. Fanlar, soğutma hava akımını alttan üste doğru yönlendirerek, radyatörün tüm yüzeyini etkili bir şekilde kaplamaktadır.

1.3 Ana Transformatör Kamarasında Giriş ve Çıkışın Optimizasyonu

Transformatör kontrol kabinetinin güç kaybı ve giriş-çıkış arasındaki beklenen sıcaklık farkına dayanarak, termodinamiğin kullanımıyla gerekli hava akımı hesaplanır. Hava akımı formülü V şu şekildedir:

Formülde:

  • Q, birim zamandaki ısı verimsizliğidir;

  • ρ, hava yoğunluğudur;

  • b, spesifik ısı kapasitesidir;

  • ΔT, giriş-çıkış arasındaki sıcaklık farkıdır.

Havalandırma verimliliğinin potansiyel düşüşünü göz önünde bulundurarak, ölçülen hava akımı oranı 1.6V olarak ayarlanmıştır. Etkili giriş alanını hesaplama formülü A şöyledir:

Burada v, hem girişte hem de çıkışta hava hızını temsil etmektedir. Transformatör kontrol kabinetinin güç kaybını belirleyip giriş-çıkış arasındaki beklenen sıcaklık farkını belirledikten sonra, gerekli hava akımı V, termodinamik ilkeler kullanılarak hesaplanır. Son olarak, hava akımı V'ye dayanarak giriş ve çıkışın spesifik boyutları tasarlanır:

  • Giriş: 0.200 m genişlik ve 0.330 m yükseklik;

  • Çıkış: 0.250 m genişlik ve 0.264 m yükseklik.

Giriş basınç kaybı ile açılış alanının ilişkisinin analizi, açılış alanının artırılmasıyla gaz basıncı kaybının etkili bir şekilde azaltılacağını ve bu da ısı verimsizlik verimliliğini artıracak olduğunu göstermektedir. Kontrol kabinetinin yapısal dayanıklılığını sağlayacak şekilde, giriş açılış alanı 0.066 m2 olarak ayarlanmıştır. Etkili havalandırma alanını artırmak için, ızgaralar ve pervane kapları birleştirilerek, toz ve yağmurun girmesini engelleyerek havalandırma geçitlerini artırmak için bir yöntem uygulanmıştır. Ana transformatör kamerasının alt kısmında, yerden yaklaşık 40 cm yukarıda ek bir hava giriş penceresi monte edilmiştir, böylece giriş alanını daha da genişletmiştir.

Altta hava alınması ve üstten hava atılması prensibine dayanarak, giriş ve çıkışın yerleşimi optimize edilmiştir. Giriş, ana transformatör kamerasının alt kısmına, çıkış ise üst kısmına yerleştirilmiştir, doğal konveksiyon oluşturmuştur. Bu, sıcak havanın düzgün bir şekilde yükselmeyi ve çıkıştan atılmayı sağlayarak, soğuk hava girişten girerek etkili bir hava dolaşımını sağlamış ve ısı verimsizlik verimliliğini artırmıştır.

1.4 Kontrol Kabineti Yapısının Optimizasyonu

Deniz üstü rüzgar çiftliklerindeki tuz, nem ve koruyucu maddelerin benzersiz zorluklarına çözüm sunmak için, yüksek performanslı koruma maddeleri ve gelişmiş sıkıştırma teknolojileri, kontrol kabinetinin genel korumasını artırmak için kullanılmıştır.

Geliştirilmiş Isı Verimsizlik Tasarımı:

  • Optimize Edilmiş Ventilasyon Pencereleri: Yetersiz hava çıkış pencereleri nedeniyle yetersiz ısı verimsizliğini çözmek için, tepe ve yanlara stratejik olarak ek ventilasyon pencereleri yerleştirilmiştir. Hesaplamalar, yapısal bütünlüğü korurken hava akımını maksimize etmek için optimal boyut ve miktarı belirlemektedir:

    • 80 tepe monteli ventilasyon penceresi (her biri 1.0 m × 0.2 m);

    • 20 yan monteli ventilasyon penceresi (her biri 2.0 m × 0.15 m).

Kablo Girişi ve Hava Akımı Optimizasyonu:

  • Dikdörtgen Girişler: Dikdörtgen kablo giriş portları, çerçeve tabanındaki kanal çeliğine işlenmiştir, kablo kurulumunu kolaylaştırarak ve hava akımı yollarını iyileştirerek.

  • Kayan Taban Plaka: Kayan alt plaka, kabloların terminallere yönlendirilmesini kolaylaştırırken etkili sıkıştırma sağlayarak, iç komponentlerin korunmasını sağlamaktadır.

Bu optimizasyonlar, hem termal yönetim hem de sistem güvenilirliğini artıran yapılandırılmış, iyi ayrılmış bir kablo düzeni sonuçlanmıştır.

2 Deneysel Doğrulama
2.1 Deneysel Kurulum

Isı verimsizlik tasarımının uygulanabilirliğini doğrulamak için, deniz üstü rüzgar çiftliği ortamını kapsamlı bir şekilde simüle edecek bir deneysel platform oluşturulmuştur. İki fan, deniz üstü rüzgar hızlarını ve yönlerini taklit etmek için kullanılmıştır. Deneysel ekipman, Tablo 1'de listelenmiştir.

Deniz üstü rüzgar çiftliği ortamını simüle etmek için, fanların rüzgar hızını ve yönünü taklit etmesi sırasında, rüzgar hızının biriformluğu ve yön çeşitliliğine dikkat edilmelidir. Biriform rüzgar hızı, kontrol kabinetinin ısı verimsizlik performansının doğru bir şekilde değerlendirilmesi için önemlidir ve çeşitli rüzgar yönleri, deniz üstü rüzgar yön değişimlerini daha kapsamlı bir şekilde simüle edebilir. Bu nedenle, deney sırasında, fanların rüzgar hızı ve yönünün gerçek deniz üstü rüzgar çiftliği karakteristikleriyle uyumlu olmasını sağlamak için hassas bir kontrol altında tutulması gerekir.

2.2 Deneysel Sonuçlar ve Analiz

Deniz üstü rüzgar çiftliği rüzgar türbin kutusu tipi transformatör kontrol kabinetinin ısı verimsizliğinin optimize edildikten sonra, kontrol kabinetinin farklı bölümlerinin optimize öncesi ve sonrası ısı verimsizlik verimliliği kaydedilmiştir, bu sonuçlar Tablo 2'de gösterilmiştir.

2.3 Sonuçlar ve Tartışma

Tablo 2'deki deneysel verilere dayanarak, deniz üstü rüzgar türbin ped monteli transformatör kontrol kabinetinin ısı verimsizlik verimliliği, optimize edildikten sonra önemli bir ilerleme göstermiştir:

  • Ana Bölge Geliştirmeleri:

    • Tepe ventilasyon penceresi: Verimlilik 772 W·℃⁻¹'den 1,498 W·℃⁻¹'e yükseldi;

    • Yan ventilasyon penceresi: Verimlilik 735 W·℃⁻¹'den 1,346 W·℃⁻¹'e yükseldi;

    • Kablo giriş alanı: Verimlilik 892 W·℃⁻¹'den 1,683 W·℃⁻¹'e yükseldi.
      Bu sonuçlar, zorlanmış soğuk hava sisteminin ve optimize edilmiş giriş/çıkış tasarımının etkinliğini doğrulamaktadır.

  • Radyatörde En Büyük İyileşme:
    İç radyatör verimliliği en çok yükseldi—980 W·℃⁻¹'den 1,975 W·℃⁻¹'e—bu, optimize edilmiş fin parametrelerinin ve kabinet yapısının termal performansı artırmada kritik rol oynadığını göstermektedir.

3 Sonuç

Bu çalışma, deniz üstü rüzgar çiftliğindeki sert ortamın kontrol kabinetinin ısı verimsizliği üzerindeki etkisini analiz etmiştir. Isı aktarımı ilkelerine dayanarak, hedefe yönelik bir optimizasyon şeması önerilip deneysel olarak doğrulanmıştır. Optimize edilmiş tasarım, sadece ısı verimsizlik verimliliğini artırmakla kalmaz, iç sıcaklıkları azaltır, koruma direncini artırır ve hizmet ömrünü uzatır. Bu önlemler, deniz üstü rüzgar çiftliklerinin sürdürülebilir operasyonu için sağlam bir teknik destek sağlar.

Yazarı Ödüllendir ve Cesaretlendir
Önerilen
Vakum Kesici Anahtarlarda Minimum İşletme Gerilimi
Vakum Kesici Anahtarlarda Minimum İşletme Gerilimi
Vakum Kesme Anahtarlarındaki Trip ve Close İşlemleri için Minimum İşletme Gerilimi1. Giriş"Vakum kesme anahtarı" terimini duyunca tanıdık gelmeyebilir. Ancak "kesme anahtarı" veya "elektrik anahtarı" dediğimizde çoğu insan ne demek olduğunu anlayacaktır. Aslında, vakum kesme anahtarları modern güç sistemlerinde devreleri hasardan korumakla görevli kritik bileşenlerdir. Bugün, trip ve close işlemlerinin minimum çalışma gerilimi gibi önemli bir kavramı inceleyelim.Bu teknik bir terim gibi görünse
Dyson
10/18/2025
Rüzgar-Güneş Hibrit Güçlü IoT Sistemi Gerçek Zamanlı Su Boru Hattı İzleme için
Rüzgar-Güneş Hibrit Güçlü IoT Sistemi Gerçek Zamanlı Su Boru Hattı İzleme için
I. Mevcut Durum ve Var Olan SorunlarŞu anda, su tedarik şirketleri şehir ve kırsal alanlarda geniş bir su boru hattı ağı kurmuştur. Boru hattı operasyon verilerinin gerçek zamanlı izlenmesi, su üretim ve dağıtımının etkili komuta ve kontrolü için kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, boru hatları boyunca birçok veri izleme istasyonu kurulmalıdır. Ancak, bu boru hatlarının yakınında kararlı ve güvenilir güç kaynakları genellikle mevcut değildir. Elektrik erişilebilir olsa bile, özel güç hatları kurm
Dyson
10/14/2025
AGV Tabanlı Akıllı Depo Sistemi Nasıl Oluşturulur
AGV Tabanlı Akıllı Depo Sistemi Nasıl Oluşturulur
AGV Tabanlı Akıllı Depo Lojistik SistemiLojistik sektörünün hızlı gelişmesi, toprak kıtlığının artması ve işçilik maliyetlerinin yükselişiyle, depolar - kritik lojistik merkezleri olarak - önemli zorluklarla karşı karşıya. Depolar büyüdükçe, operasyonel frekanslar artıyor, bilgi karmaşıklığı artıyor ve sipariş çekme görevleri daha zorlu hale geliyor. Düşük hata oranları, azaltılmış işçilik maliyetleri ve genel depolama verimliliğinin artırılması, depolama sektörünün temel hedefi haline gelmiş ve
Dyson
10/08/2025
Elektriksel Aletlerin En İyi Performans İçin Bakımı
Elektriksel Aletlerin En İyi Performans İçin Bakımı
1 Elektriksel Ölçüm Aletleri Hataları ve Bakım1.1 Elektrik Sayacı Hataları ve BakımZamanla, elektrik sayaçları bileşen yaşlanması, aşınma veya çevre koşullarındaki değişiklikler nedeniyle hassasiyetini kaybedebilir. Bu hassasiyet kaybı, ölçüm hatalarına yol açabilir, bu da hem kullanıcılar hem de elektrik sağlayıcı şirketleri için mali zararlara ve anlaşmazlıklara neden olur. Ayrıca, dış etkiler, elektromanyetik interferans veya iç hatalar enerji ölçüm hatalarına neden olabilir, bu da yanlış fat
Felix Spark
10/08/2025
Talep
İndir
IEE Business Uygulamasını Al
IEE-Business uygulamasını ekipman bulmak için kullanın çözümler elde edin uzmanlarla bağlantı kurun ve sektör işbirliğine katılın her yerde her zaman güç projelerinizin ve işlerinizin gelişimini tamamen destekleyerek