مطالعه و تحليل اثر اضافه ولتاژ القايي حاصل از برخورد مستقيم صاعقه بر روي توربين بادي با خاك دو لايه ناهمگن و الكترودهايي با چيدمان مربعي

با توجه به موقعيت قرارگيري توربين هاي بادي و شكل و ساختار آن ها، برخورد رعد و برق به توربين هاي بادي باعث خسارات اقتصادي جدي و خطرات امنيتي مي شود. طراحي سيستم زمين توربين هاي بادي براي ايمني پرسنل و حفاظت از تجهيزات الكتريكي بسيار مهم است. در اين مطالعه، اثر برخورد مستقيم صاعقه بر روي اجزاي توربين بادي با سيستم زمين خاك دو لايه متفاوت با الكترودهايي بصورت مربعي شبيه سازي و تحليل شده است. خاك ساده شامل ضريب نفوذ پذيري الكتريكي نسبي 10 و ضريب رسانايي 1/0 مي-باشد. در خاك دو لايه، خاك لايه اول داراي ضريب نفوذ پذيري الكتريكي نسبي 10 و رسانايي 1/0 مي باشد. خاك لايه دوم داراي ضريب نفوذ پذيري الكتريكي نسبي 4 و رسانايي 001/0 است. ابعاد كلي توربين بادي شامل طول پره ها 24 متر، طول ناسل 6 متر، عرض و ارتفاع آن 6 متر، و برج توربين بادي از يك مخروط فولادي به ارتفاع 44 متر مي باشد. نتايج شبيه سازي در نرم افزار تمام موج HFSS بر اساس توزيع ميدان هاي ايجاد شده بر روي اجزاي توربين بادي حاصل از برخورد مستقيم صاعقه و اثر اضافه ولتاژهاي ايجاد شده در فركانس هاي مختلف بررسي شده است. همچنين، نتايج بدست آمده با توربين بادي شامل سيستم زمين ساده بدون الكترود مقايسه شده است. بر همين اساس مي توان نتيجه گرفت كه آرايش چيدمان الكترود ها و مقاومت زمين نقش بسيار مهمي براي طراحي مزرعه توربين بادي و حفاظت آن بر عهده دارد.