چکیده
توزیع Weibull، یکی از توزیع‌های گسترده است که برای تعیین توزیع انرژی باد مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسیاری از روش‌های مختلف عددی را می‌توان برای تخمین پارامترهای توزیع وایبل به کار برد. روش L-moment (L-Mom)، که قبلاً در مورد انرژی بادی برای تخمین پارامترهای سرعت باد در رابطه با توزیع وایبل استفاده نشده است و این روش در این مقاله ارائه گردیده و با روش Moment (Mom) و روش Maximum Likelihood (ML) مقایسه شده است. شبیه‌سازی مونت‌کارلو برای مقایسه روش‌ها، در تخمین شکل (K)، مقیاس (C) برای توزیع وایبل استفاده‌شده است. علاوه بر این، روش‌های تخمین Mom، L-Mom و ML برای آنالیز یک مجموعه داده واقعی استفاده‌شده‌اند. تراکم قدرت باد با کمک مقادیر پارامترها، برآورد شده است. ما نشان دادیم که تراکم توزیع، مورب یا به سمت راست است و روش ML، در مقایسه با سایر روش‌ها در تخمین پارامتر شکل، برتری دارد. روش L-Mom، که در این مطالعه ارائه‌شده است، ممکن است برای نمونه‌های کوچک مفید واقع گردد.
1. مقدمه
انرژی که یک شاخص تعیین سطح رشد و توسعه کشورها و یکی از مهم‌ترین عوامل نه تنها در صنعت، بلکه در زندگی روزمره مردم است. در درجه اول از نفت و گاز طبیعی به دست می‌آید. آفتاب، باد و آب نیز منابع دیگر تجدید پذیر هستند [1]. سوخت فسیلی نقش مهمی در تأمین انرژی مورد نیاز در سراسر جهان بازی می‌کند. با این حال، با توجه به کاهش منابع روزانه سوخت فسیلی و آسیب‌های زیست‌محیطی به آن‌ها و همچنین افزایش قیمت و تقاضا برای آن‌ها، نیازمند استفاده از منابع تجدید پذیر هستیم [2، 3]. انرژی به دست آمده از باد، که جز منابع تجدید پذیر به حساب می‌آید، جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی است که به تازگی تبدیل به یک منبع انرژی محبوب شده است [4]. سه دلیل مهم برای افزایش تولید انرژی باد وجود دارد. 1) تغییرات آب و هوا، انتشار سوخت و رابطه بین منابع انرژی و مسائل زیست‌محیطی. 2) کاهش ذخایر نفت و گاز طبیعی و فسیلی و پیش‌بینی درخواست‌های آتی. 3) کاهش در هزینه مورد نیاز برای آسیاب‌های بادی برای تولید انرژی باد به همراه پیشرفت مداوم در تکنولوژی [5-7]. انرژی باد تولید شده در جهان، در حدود 237660 مگاوات در سال 2011 است. از این مقدار نیرو، 96606 مگاوات منسوب به قاره اروپا است. همان طور که برای ترکیه، کل نیروی تأسیس تنها 1799 مگاوات است [8]. با این حال، ترکیه موقعیت خوبی با 83000 مگاوات پتانسیل بادی دارد [9]. با وجود این، بیش از نیمی از کل انرژی ترکیه در آینده‌ای نزدیک مصرف گردیده است. بنابراین با این نسبت، در آینده منتظر افزایش این رقم هستیم. انرژی مورد نیاز در ترکیه از انرژی‌های تجدید پذیر به دست می‌آید و منابع سوخت‌های فسیلی. به همین دلیل، نیروی باد نقش حیاتی به عنوان یک جایگزین انرژی تجدید پذیر است.
تابع چگالی احتمال مربوط به سرعت باد، اطلاعات مهمی را در پیاده‌سازی انرژی باد دارد. احتمال‌های مختلف تابع چگالی ارائه‌شده برای توصیف توزیع سرعت باد است. با این حال، دو پارامتر توزیع وایبل به طور گسترده در محاسبات انرژی باد استفاده‌شده است [2-5، 10-15]. علاوه بر این، با توجه به استاندارد بین‌المللی (استاندارد IEC بین‌المللی 12-00-614)، دو پارامتر توزیع وایبل برای داده‌های سرعت باد مناسب هستند [16-17].
این مقاله در نشریه الزویر منتشر شده و ترجمه آن با عنوان انرژی بادی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
Comparative study of numerical methods for determining Weibull parameters for wind energy potential
