طراحی توربین بدون پره گردابه ای با استفاده از برداشت کننده انرژی تریبوالکتریک

بحران اتمام سوخت های فسیلی محققان را به روی آورن به انرژی باد ترغیب کرده است. توربین های بادی عمدتا پره دار می باشند که با وجود مزایای متعدد، معایبی ازجمله هزینه بسیار بالا، محققان را به سمت ساخت نوع جدیدی از توربین های بادی، به نام توربین های بادی بدون پره گردابه ای پیش بردند. تا به اینجا، توربین های بادی بدون پره مبتنی بر برداشت انرژی به وسیله المان های پیزوالکتریک و یا القای الکترومغناطیس می باشند. در این تحقیق، از ارتعاشات ناشی از ریزش گردابه و حرکات نوسانی یک آونگ معکوس در یک روش ابتکاری برای مهار انرژی الکتریکی استفاده می شود. هدف این تحقیق طراحی، ساخت و آزمون یک نوع جدیدی از توربین های بادی بدون پره می باشد که از برداشت کننده تریبوالکتریک به عنوان ژنراتور در آن استفاده شده است. به همین منظور می بایست طراحی به گونه ای باشد که حرکت ارتعاشی توربین، به حرکت ضربه ای تبدیل شده و این حرکت ضربه ای با برخورد به صفحات تریبوالکتریک، به تولید الکتریسیته منجر شود. برای انجام این عمل از یک ساختار به شکل پاندول استفاده شده که این ساختار پاندولی در اثر جریان باد و به تبع آن حرکت آونگ و برخورد آن به صفحات تریبوالکتریک، ایجاد الکتریسیته خواهد کرد. بعد از طراحی و ساخت، از یک مدار الکتریکی در جهت اینکه جریان متناوب خروجی تریبوالکتریک را به جریان مستقیم تبدیل کرده و در یک منبع ذخیره مانند خازن ذخیره نماید، استفاده شده است. در جهت نمایش خروجی الکتریکی، از قابلیت اتصال هم زمان بورد آردیونو و نرم افزار متلب/سیمولینک بهره گرفته شده است. آزمون های مختلفی در شرایطی که فاصله ی منبع باد با توربین در ۰.۴، ۰.۷۵، ۲، ۳ و ۴ متری بوده است و مولد باد، جریان بادی بین ۲ الی ۴ متر بر ثانیه تولید کرده است، انجام شده است. در انتها با بررسی نمودارهای ولتاژ ذخیره شده در خازن، بهترین فاصله منبع مولد و توربین همچنین بهترین سرعت باد جهت بالاترین راندمان این توربین به دست آمده است.

کلیدواژه ها:

توربین بدون پره ، تریبوالکتریک ، جدایش گردابه ، برداشت انرژی