بهینه یابی مکان میکروتوربین در بلوک‌های ساختمانی کم ارتفاع برای استفاده از انرژی پایدار باد (نمونه موردی شهر قزوین)

با توجه به مزایای استفاده از انرژی پاک باد و نظر به تاثیرات منفی محیطی مزارع بادی و توربین‌های بزرگ و اتلاف انرژی در مرحله انتقال برق، توربین‌های کوچکی با قابلیت بهره‌برداری از انرژی باد در محل تقاضا ساخته شده‌اند. این میکروتوربین‌ها در مقیاس‌های کوچک و بین ساختمان‌ها قابل استفاده است؛ لیکن در شرایط عادی سرعت باد در محیط شهری و به‌ویژه در ارتفاع پایین، حداقل سرعت مورد نیاز توربین‌ها را برآورده نمی‌کند. ازآنجاکه توان تولیدی توربین‌ها با مکعب سرعت باد رابطه مستقیم دارد؛ قرارگیری توربین در مکانی با حداکثر سرعت باد ضروری است. هدف این مقاله ایجاد کانالی برای تشدید جریان هوا و شناسایی مکان بهینه قرارگیری میکروتوربین در بین و بر روی بام ساختمان‌های کم‌ارتفاع است؛ به‌طوری‌که با تقویت سرعت باد، نیاز میکروتوربین برای عملکرد مناسب برطرف گردد. این مطالعه با مقایسه سرعت باد در سه کانال 6، 12 و 18 متری بین ساختمان‌ها بعنوان معابر استاندارد شهری، در غرب شهر قزوین با پتانسیل باد نسبتاً خوب و همچنین سه نقطه بر روی محور میانی بام ساختمان از طریق شبیه‌سازی cfd و ایجاد پروفایل سه‌بعدی، افزایش سرعت باد در تمامی موارد را نمایش می دهد. حداکثر تشدید سرعت باد در کانال 6 متری تا 43% مشاهده شده که گزینه بهینه از موارد مطالعه شده برای استفاده از انرژی تجدید پذیر باد می‌باشد. همچنین در بین موقعیت‌های روی بام، نقطه بادگیر ابتدای ساختمان با افزایش 17% شدت باد در فاصله 3 متری روی سقف، بعنوان گزینه عملی اولویت دوم معرفی شده است.

Optimal Location of Microturbines in Low rise Building Blocks for Sustainable Wind Energy Utilization (Case Study: Qazvin City)

Small wind turbines are developed to help harvest clean wind energy within the built environment and to avoid energy losses and negative environmental effects associated with wind farms. A common issue is that the wind speed in the urban environment, especially at low altitude, does not necessarily meet the minimum speed required by the microturbines. Since the production power of the turbines has a direct relationship with the speed of the wind, it is necessary to place the turbine in a place with maximum wind speed. The purpose of this article is to identify the optimal location of the microturbine between and on the roof of buildings, so that by using the maximum available wind speed, the microturbine can show optimal performance. By comparing the wind speed at various points in 6 , 12 and 18 meters wide corridors between buildings in Qazvin City with relatively good wind potential, as well as three points on the middle axis of the rooftop, CFD simulation and 3D profiles show that it is possible to locate areas in corridors between low rise buildings where the wind speed gets accelerated by up to 43%, which creates an opportunity for on site use of renewable wind energy.