سید امین رضویه، احمد صداقت، پتانسیل سنجی انرژی باد برای نصب توربین بادی در استان سیستان و بلوچستان، مجله مهندسی مکانیک شریف (در دست نشر)

پتانسیل سنجی انرژی باد برای نصب توربین بادی در استان سیستان و بلوچستان

سید امین رضویه¹ ، احمد صداقت²

^{1- کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان}

^{2- استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان (نویسنده مسئول)}

sa.razavieh@me.iut.ac.ir

sedaghat@cc.iut.ac.ir

چکیده

در تحقیق حاضر، پتانسیل نصب توربین باد در سه ایستگاه خاش، لوتک و نصرت­آباد در استان سیستان و بلوچستان بررسی شده است. این مطالعه با استفاده از داده­های بادی شامل سرعت و جهت باد در ارتفاع­های 30،10و 40 متر در فواصل زمانی 10 دقیقه در طول سال انجام گرفته است. دانستن توزیع فراوانی سرعت باد یک عامل بسیار مهم برای ارزیابی بادخیزی یک منطقه است که در این تحقیق از تابع توزیع ویبول که در مطالعات بادی پرکاربرد است استفاده شده است. میانگین سرعت باد و چگالی توان متوسط ماهیانه در سه ایستگاه و ارتفاع­های مختلف بررسی شده و نشان می­دهند ایستگاه خاش و نصرت آباد برای نصب گسترده توربین بادی مناسب نیستند اما برای استفاده محلی از انرژی باد برای به کارگیری سیستم­های الکتریکی و مکانیکی بسیار مناسبند اما ایستگاه لوتک دارای پتانسیل بسیار بالایی برای نصب مزرعه بادی است.

کلمات کلیدی: انرژی باد، توزیع ویبول، سیستان و بلوچستان، گلباد، توربین باد

Wind potential assessment for installing wind turbine in the province of Sistan and Baluchestan

A.Razavieh¹, A.Sedaghat²

^{1 – M.Sc. Graduate Student, Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology}

^{2- Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology (Corresponding author)}

sa.razavieh@me.iut.ac.ir

sedaghat@cc.iut.ac.ir

Abstract

In the present study, wind potentials in three regions, Khash, Lootak, and Nosratabad are investigated in the province of Sistan and Baluchestan. Annual wind measurements including wind speed and wind directions were made in the three heights of 10, 30, and 40 meters for 10 minutely intervals by meteorological organization of Iran. Wind speed distributions are important for evaluating wind potentials in certain geological regions; therefore, the widely accepted Weibull distribution function is adopted here to model the wind measurement data. Weibull parameters include shape factor, k, and scale factor, c, which are calculated together with standard deviation for each three regions at different heights. Higher values of the shape factor, k, leads to sharper peaks which show less variation in wind speed.  The scale factor, c, is a measure for windy regions. Root mean square (RMSE) is used to assess quality of the fitting Weibull function into the wind measurement data. The average wind speeds are calculated during months of the years 2006 to 2007 for Khash and Nosratabad and from 2008 to 2009 for Lootak stations. It is observed that, the average annual wind speed in Khash station are 3.8, 4.32, and 4.57 m/s for the heights of 10, 30, and 40 meters; respectively.  In Lootak station, these values are 4.56, 6.28, and 6.54 m/s, respectively. Nosratabad station poses the annual average wind speed of 4.82 and 5 m/s for the heights of 30 and 40 meters, respectively. The average monthly wind power density is also evaluated for the three stations in different heights. In Khash station, this shows that the annual averaged wind power density of 86 W/m2 for the height of 10 meters, 114 W/m2 for the height of 30 meters, and 132 W/m2 for the height of 40 meters. Similarly, it is observed for Nosratabad that the annual averaged wind power density of 125 W/m2 in 30 meters height, 144 W/m2 in 40 meters height can be achieved. Therefore, these stations are categorized as the weak sites for in-grid wind power generation and are recommended for off-grid local use for electricity or mechanical power generation. Further study reveals that Lootak station with the annual averaged wind power density of 157 W/m2 in 10 meters height, 344 W/m2 in 30 meters height, and 388 W/m2 in 40 meters height has possess a good potential for in-grid electrical power generation. Finally, wind rose diagram which indicates wind direction distribution is plotted for the three stations to prevail the dominant wind direction for installing wind turbines.

Keywords: Wind energy, Wiebull distribution, Sistan and baluchestan, Wind rose, Wind turbine