طراحی بهینه پنستاک (penstock) با استفاده از الگوریتم ژنتیک

نیروگاه های برق آبی به عنوان یکی از مهم ترین منابع تامین انرژی در جهان به ویژه در کشورهایی که منابع آب نسبتا قابل توجهی دارند مطرح بوده و برای آن ها سرمایه گذاری می شود. انرژی تولیدی از طریق این نیروگاه ها از نظر کاهش آلودگی محیط زیست، عمر مفید و اقتصادی بودن نسبت به انرژی تولیدی نیروگاه های سوخت فسیلی برتری دارد. هر نیروگاه برق آبی از قسمت های مختلفی همچون سد، توربین، دریچه، مخازن موج گیر، لوله های فشار قوی انتقال آب پنستاک و تجهیزات تولید و توزیع برق تشکیل شده است، طوری که بهینه سازی هر کدام از این اجزا در کاهش هزینه ها ی تولیدی و نیز افزایش تولید برق موثر خواهد بود. هدف ما در این پروژه بررسی و بهینه سازی پارامتر های مربوط به پنستاک می باشد. لوله های پنستاک از پر هزینه ترین قسمت های نیروگاه های برق آبی به شمار می رود لذا بهینه سازی این لوله ها بسیار حائز اهمیت می باشد. پنستاک لوله ای است فشار قوی که جریان آب را از مخزن و یا از هر هد آبی بالا، به سمت توربین های نیروگاه هدایت می نماید. طراحی لوله های پنستاک مشابه اصول طراحی لوله های فشار قوی است. در این تحقیق برای بهینه سازی این لوله ها از روش بهینه سازی فراکاوشی الگوریتم ژنتیک که از طبیعت الهام گرفته شده است، استفاده شده و همچنین مزایای الگوریتم ژنتیک نسبت به سایر روش های بهینه سازی مورد بحث قرار گرفته است. برای بررسی کارایی روش مورد نظر، سه مورد مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه شده است. پنستاک های انتخاب شده عبارتند از: لوله انتقال آب از مخزن به سمت کانال آبیاری، سد shasta در کالیفرنیا و سد شهریار در میانه. نتایج به دست آمده گویای این مطلب است که روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک با توجه به دارا بودن قابلیت جستجو و استخراج جواب به صورت موثر از فضای جستجو، برای تمام موارد مطالعاتی، حجم پنستاک را به میزان قابل توجهی پایین می آورد.