Analiza aerodynamiczna łopat na przykładzie projektu dwuwirnikowej turbiny wiatrowej małej mocy

• Autorzy: Pacholczyk M. , Blecharz K.

Identyfikatory

DOI

10.32016/1.61.13

Warianty tytułu

EN

Rotor blade performance analysis for small counter rotating wind turbine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono proces projektowania oraz analizy aerodynamicznej łopat turbiny wiatrowej z wykorzystaniem metody BEMT (ang. Blade Element Momentum Theory). Dokonano doboru profili aerodynamicznych oraz opisano procedurę wyznaczania optymalnego rozkładu kątów zwichrowania i długości cięciw profili w funkcji długości łopaty dla założonych parametrów wejściowych. Dokonano obliczenia działających sił oraz generowanej mocy aerodynamicznej dla różnych warunków obciążenia turbiny oraz kąta skręcenia łopat. Zaproponowano projekt piasty wirnika umożliwiający regulację ustawienia łopat w warunkach laboratoryjnych. Silnik wiatrowy został zaprojektowany do wykorzystania w badaniach eksperymentalnych dwuwirnikowej turbiny wiatrowej, której konfigurację przedstawiono w artykule.

EN

In the paper detailed wind turbine blade design procedure with Blade Element Momentum Theory method has been presented. NACA 4418 airfoil has been chosen and its optimal distribution along a blade span for predefined wind turbine performance has been found. Axial and thrust forces have been calculated as well as torque and power acting on a wind turbine shaft. Calculations have been repeated for a wide range of aerodynamics loads and blade pitch angles forming full power characteristics. Power coefficient reached 0.472 for a predefined TSR = 5 and β = 0º. High value of a calculated Cp factor confirms proper design of a turbine blade. Wind turbine hub design with easily adjustable blade pitch angles has been proposed. Designed wind turbine will be used in experimental study on Counter Rotating Wind Turbine (CRWT). Research stand has been presented.

Słowa kluczowe

PL

energetyka wiatrowa; Teoria Elementu Płata; turbina wiatrowa dwuwirnikowa

EN

Wind Energy; Blade Element Momentum Method; Counter Rotating Wind Turbine

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 61
• Strony: 61--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Pacholczyk M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki

autor

Blecharz K.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki

Bibliografia

• 1. Schubel P. J., Crossley R. J.: Wind turbine blade design, Energies, vol. 5, nr 9, s. 3425–3449, 2012.
• 2. Tang X.,Huang X., Peng R., and Liu X.: A direct approach of design optimization for small horizontal axis wind turbine blades, Procedia CIRP, vol. 36, s. 12–16, 2015.
• 3. Newman B. G.: Multiple actuator-disc theory for wind turbines J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., vol. 24,nr 3, s. 215–225, 1986.
• 4. Oprina G., Chihaia R. A., Nicolaie S., Băbuțanu C. A., i Voina A., A Review on Counter-Rotating Wind Turbines Development, Journal Sustain. Energy, vol. 7, nr 3, s. 91–98, 2016.
• 5. Velázquez M., Del Carmen M., Francis J. A., Pacheco L. A. M., i Eslava G. T.: Design and Experimentation of a 1 MW Horizontal Axis Wind Turbine, Journal. Power Enenrgy Eng., vol. 2014, s. 9–16, 2014.
• 6. Uracz P., Karowlewski B.: Modelowanie turbiny wiatrowej z wykorzystaniem teorii elementu płata Pr. Nauk. Inst. Masz. Napędów i Pomiarów Elektr. Politech. Wrocławskiej, nr 59, 2006.
• 7. Bianchi F. D., Mantz R. J., De Battista H.: Wind Turbine Control Systems. London: Springer London, 2007.
• 8. Mahmuddin F., Rotor Blade Performance Analysis with Blade Element Momentum Theory Energy Procedia, vol. 105, s. 1123–1129, 2017.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).