عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی چند هدفه دودکش خورشیدی بر اساس عملکرد توربین
- رشته تحصیلی
- مهندسی انرژیهای جدید پذیر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75451
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- فهیمه یوسفی مقدم
- استاد راهنما
- فاطمه راضی آستارایی
- چکیده
- افزایش روز افزون جمعیت و تقاضای انرژی و همچنین آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی، بشر را به سوی استفاده از انرژی های تجدیدپذیر هدایت نمود. در این میان، نیروگاه دودکش خورشیدی یکی از انواع سامانه هایی است که برای استحصال انرژی بسیار پرکاربرد است. به دلیل پایین بودن بازده این سیستم، بهینه سازی ابعادنیروگاه دودکشخورشیدیجهت ارتقاء کارایی سیستم در این تحقیق مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، بهینه سازی دودکش خورشیدی برای رسیدن به بالاترین توان و صرف هزینه پایین، در حالت تئوری انجام شده است. توابع هدف این مطالعه، توان خروجی سیستم و هزینه ی ساخت در نظر گرفته شده است. متغیرهای طراحی، اجزای هندسی سیستم شامل؛ ارتفاع و شعاع دودکش، ارتفاع و شعاع کلکتور و فاصله توربین از زمین را در بر می گیرند. ضمنامدل ریاضی باداده های آزمایشگاهی نیروگاه دودکش خورشیدی مانزانارس اسپانیا اعتبارسنجی شده است. در پیاده کردن الگوریتم بهینه سازی، از روش گرادیان پایه برنامه ریزی متوالی درجه دو و الگوریتم ژنتیک برای تک هدفه و بهینه سازی هیبریدی و الگوریتم چند هدفه ژنتیک در بخش بهینه سازی چند هدفه استفاده شده است. در بخش تک هدفه این نتیجه حاصل شد که با استفاده از روش گرادیانی، تابع هدف، سریع تر و با دقت بیشتری به سمت جواب بهینه همگرا می شود. مقدار توان بیشینه به ازای مقادیر متغیرهای بهینه، در حالت تک هدفه، هیبرید و در مرحله ی چند هدفه بهترین هزینه به دست آمدند.
- Abstract
- Solar chimney power plant (SCPP) is one of renewable energy systems commonly used to attain clean energy. Due to its low efficiency, optimizing dimensions of SCPP in order to enhance the system performance has been the focus of the present study. In this regard, optimization of solar chimney in order to achieve the highest power has been proposed theoretically. The system output power has been regarded as the objective function of the study. The design variables include the system geometric components, the chimney height and radius, the collector height and radius, and the turbine distance from the earth. Also, the mathematical model has been validated by the laboratory Spanish Manzanares SCPP. In order to implement the optimization algorithm, both genetic algorithm and gradient-based method of Sequential Quadratic Programming (SQP) have been employed for optimization and hybrid optimization. NSGA-II used in multi objective optimization section. It was concluded by using SQP method, objective function converged faster and more accurate to the optimum solution. Optimum value of output power and cost function were obtained in sections of multi objective optimization by considering optimum value of variables. Key words: Solar Chimney, Optimization, Sequential Quadratic Programming, Genetic Algorithm.
