Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Advances in Mechanical and Materials Engineering

1 2024

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: dobór profilu łopaty

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Optimal airfoil selection for small horizontal axis wind turbine blades: a multi-criteria approach

Batu Temesgen, Lemu Hirpa G., Negash Besufekad, Beyene Eaba, Tirfe Dagim, Hailemichael Eyob, Alemneh Solomon

Advances in Mechanical and Materials Engineering

2024

Vol. 41, nr 1

57-68

Over the last century, the growing demand for clean energy has emphasized wind energy as a promising solu-tion to address contemporary energy challenges. Within the realm of wind energy, the wind turbine plays a pivotal role in harnessing the kinetic energy of the wind and converting it into electrical power. Among the various components of the wind turbine system, turbine blades assume a critical role in capturing the wind's kinetic energy and converting it into rotational motion. Consequently, the design of wind turbine blades holds the utmost importance in determining the overall performance and efficiency of the entire wind turbine system. One essential aspect of blade design involves selecting an appropriate airfoil. Throughout history, numerous airfoil profiles have been developed for various applications. Notably, National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) and National Renewable Energy Laboratory (NREL) airfoils have been tailored for aircraft and large-scale wind turbine blades, respectively. However, the quest for suitable airfoil types for small-scale wind turbine blades has been ongoing. This study delves into an examination of over 62 distinct NACA and NREL aerofoil types tailored for small horizontal-axis wind turbine blades. Employing specialized software, namely QBlade, specifically designed for modeling and simulating wind turbine blades, the study calculates key parameters such as power output, stress, deformation, and weight for each airfoil. Subsequently, based on the simulated data, the optimal airfoil is identified using the Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) multi-criteria selection approach. This selection process takes into account simulation results pertaining to power output, stress, deformation, and weight. The decision-making process involving multiple criteria is facilitated using Excel and Python. The findings of this study reveal that among the 62 airfoil types under consideration, the NACA 0024, NACA 2424, and NACA 4424 airfoils emerge as the most suitable choices for small horizontal-axis wind turbine blades.

W ciągu ostatniego stulecia rosnące zapotrzebowanie na czystą energię uwydatniło energię wiatrową jako obiecujące rozwiązanie umożliwiające sprostanie współczesnym wyzwaniom energetycznym. W dziedzinie energii wiatrowej turbina wiatrowa odgrywa kluczową rolę w wykorzystywaniu energii kinetycznej wiatru i przekształcaniu jej w energię elektryczną. Spośród różnych elementów systemu turbin wiatrowych, łopaty turbin odgrywają kluczową rolę w konwersji energii kinetycznej wiatru w ruch obrotowy. W związku z tym konstrukcja łopat turbin wiatrowych ma ogromne znaczenie przy określaniu ogólnej wydajności i efektywności systemu turbin wiatrowych. Jednym z istotnych aspektów konstrukcji łopaty jest dobór odpowiedniego profilu. Na przestrzeni ostatnich dekad opracowano wiele profili płatów do różnych zastosowań. Warto zauważyć, że profile NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) i NREL (National Renewable Energy Laboratory) zostały dostosowane odpowiednio do łopat samolotów i wielkogabarytowych turbin wiatrowych. Trwają jednak poszukiwania odpowiednich typów profili do łopat małych turbin wiatrowych. W badaniu tym szczegółowo zbadano 62 różne typy profili NACA i NREL dostosowanych do łopat małych turbin wiatrowych o osi poziomej. Wykorzystując specjalistyczne oprogramowanie QBlade, opracowane specjalnie do modelowania i symulacji zachowania łopat turbin wiatrowych, w badaniach obliczono kluczowe parametry turbiny, takie jak moc wyjściowa, naprężenia, odkształcenia i masę każdego płata. Następnie, na podstawie symulowanych danych, zidentyfikowano optymalną geometrię płata przy użyciu wielokryterialnego podejścia TOPSIS (technika wyboru preferencji według podobieństwa do idealnego rozwiązania). W procesie wyboru odpowiedniej geometrii łopaty uwzględniono wyniki symulacji dotyczące mocy wyjściowej, naprężeń, odkształceń i masy. Proces podejmowania decyzji uwzględniający wiele kryteriów przeprowadzono za pomocą procedury Python w programie Excel. Wyniki badań wskazały, że spośród 62 rozważanych typów płatów, profile NACA 0024, NACA 2424 i NACA 4424 wydają się być najbardziej odpowiednim wyborem na łopaty małych turbin wiatrowych o osi poziomej.