Wind turbines are one of renewable energy sources. Wind turbines installed at wild open area such offshore, mountains and deserts are filled with air particles and flow of wind speed. During the wind flow throughout the wind turbines which rotates the turbine blades, there is friction between the air particles and the blade surface that leads the static voltage to accumulate on the blade surface causing upward streamers. Using fiberglass reinforced plastic (FRP) wind turbine blades by simulation and experimental method. The charged particle tracing with electrostatics and laminar flow with time-dependent used to determine the value of static voltage accumulation. Static voltage accumulation is influenced by various factors such as wind speed (1, 5, and 7 m/s), humidity (20, 50, and 70 %RH) and temperature (28, 35, and 48 oC) had tested and analyzed. Furthermore, the result obtained using the Finite Element Method (FEM) has shown a good agreement with the experimental result. It was observed that high flow velocity has a great tendency to charge the blade surface with 36.70%higher from 1 m/s to 7 m/s. Low relative air humidity increases the risk of static electricity 221.6 V at the of side of the blade when humidity is 20%. Moreover, increasing the air temperature from 28 to 48 degrees Celsius increases the voltage by 20%. Therefore, determining the need for statice voltages generated in the blade surface and the risk related to upward streamers is obliged to be evaluated as it is the essential ways in adopting the correct protection systems.
PL
Turbiny wiatrowe są jednym z odnawialnych źródeł energii. Turbiny wiatrowe zainstalowane na dzikich terenach otwartych, takich jak wybrzeże, góry i pustynie, są wypełnione cząsteczkami powietrza i prędkością wiatru. Podczas przepływu wiatru przez turbiny wiatrowe, który obraca łopaty turbiny, występuje tarcie między cząstkami powietrza a powierzchnią łopaty, co prowadzi do gromadzenia się napięcia statycznego na powierzchni łopaty, powodując wznoszenie się wstęg. Wykorzystanie łopat turbin wiatrowych z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP) za pomocą modelowania i metody eksperymentalnej. Śledzenie cząstek naładowanych za pomocą elektrostatyki i przepływu laminarnego z zależnym od czasu wykorzystaniem do wyznaczania wartości kumulacji napięcia statycznego. Na akumulację napięcia statycznego mają wpływ różne czynniki, takie jak prędkość wiatru (1, 5 i 7 m/s), wilgotność (20, 50 i 70 %RH) oraz temperatura (28, 35 i 48 oC). . Ponadto wynik uzyskany metodą elementów skończonych (MES) wykazał dobrą zgodność z wynikiem doświadczalnym. Zaobserwowano, że duża prędkość przepływu ma dużą tendencję do obciążania powierzchni łopaty o 36,70% większą od 1 m/s do 7 m/s. Niska wilgotność względna powietrza zwiększa ryzyko powstania elektryczności statycznej 221,6 V z boku łopaty, gdy wilgotność wynosi 20%. Ponadto zwiększenie temperatury powietrza z 28 do 48 stopni Celsjusza powoduje wzrost napięcia o 20%. W związku z tym określenie konieczności występowania napięć statycznych generowanych na powierzchni łopaty oraz zagrożenia związanego ze skierowanymi w górę streamerami wymaga oceny, ponieważ jest to niezbędny sposób w doborze odpowiednich systemów ochronnych.
This paper presents calculations in the distribution of the electrical fields generated by the potential of phase conductors in overhead high-voltage power lines. The calculations relate to the area between the line paths and the terrain, with particular focus on the area near the ground, which is important in terms of any humans present there, temporarily or permanently. Field intensity distribution is determined for different arrangements of phase conductors and line paths, and for different tower designs. The optimisation criterion is the width of the area excluded from residential development, defined as double the distance from the axis of the line where the electrical field strength exceeds the regulatory permitted 1 kV/m value.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The main objective of this work is to efficiency prediction and parameter optimisation of an electrocaloric refrigeration system based on ceramic materials (BaTiO3) and nanofluids (Al2O3, CuO). For this purpose, an electrocaloric device is used and studied. The principle consists in the heating and cooling of the ceramic material under the application and removal of electrical field respectively. The nanoparticles suspended in water increase the heat thermal between solid electrocaloric material and carried fluid, so we have much faster heat exchanges that cause an increase in coefficient of performance (COP) and temperature span; the temperature difference between the cold heat exchanger (CHEX) and the hot heat exchanger (HHEX). Indeed, the performances of these systems are strongly dependent on the interactions between the thermal, the fluidic and the electricity in order to be able to evaluate and optimize these systems in terms of cooling power, and the observation is that there are very few current studies in this area. Finally, a parametric study effected by using the COMSOL Multiphysics identified the characteristic quantities that have a significant influence on thermal behavior in electrocaloric refrigeration systems based nanofluids and ceramic material.
PL
Tematem artykułu jest analiza i optymalizacja systemu chłodzenia bazującego na materiale ceramicznym BaTiO3 i nanocieczy Al2O3, CuO. W tym celu analizowano element elektrokaloryczny I współczynnik wymiany ciepła CCP. Przedstawiono wyniki badań elementu jak I całego systemu chłodzenia.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Jednym z ubocznych skutków towarzyszących pracy napowietrznych linii elektroenergetycznych jest emisja wokół przewodów roboczych pola elektromagnetycznego o niskiej częstotliwości, które składa się z dwóch składowych: elektrycznej oraz magnetycznej. W związku z potencjalnym oddziaływaniem pola elektromagnetycznego na środowisko, a w szczególności na organizmy żywe, dąży się do ograniczania natężenia występujących pól elektromagnetycznych. W odpowiednich aktach prawnych zostały określone wartości maksymalne, których przekroczenie mogłoby nieść potencjalnie niekorzystne skutki dla środowiska. W niniejszym artykule poddano obliczeniowej identyfikacji rozkład natężenia pola elektromagnetycznego generowanego przez linię napowietrzną 400 kV wyposażoną w dodatkowe elementy, których zadaniem jest ograniczenie emisji pola elektromagnetycznego pod przewodami.
EN
One of the side effects of overhead power lines is the emission of a low-frequency electromagnetic field around working wires, which consists of two components: electrical and magnetic. In connection with the potential impact of electromagnetic field on the environment, and in particular on living organisms, it is strived to reduce the intensity of the existing electromagnetic fields. The relevant legal acts set maximum values that, if exceeded, could have potentially adverse effects on the environment. In this article the distribution of electromagnetic field strength generated by an overhead line 400 kV equipped with additional elements, whose task is to limit electromagnetic field emissions under wires, has been subject to computational identification.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Coraz bardziej dynamicznie rozwijający się rynek pojazdów elektrycznych powoduje konieczność dostosowania systemów certyfikacji oraz kontroli w zakresie oddziaływania na środowisko zewnętrzne jak również na kierowcę i/lub pasażerów takich pojazdów. Zabudowane akumulatory, przekształtniki energoelektroniczne oraz maszyny elektryczne wraz z systemem wzajemnych połączeń mogą być źródłami silnych pól elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości. Konieczne zatem staje się sprawdzenie czy natężenie generowanego pola elektromagnetycznego spełnia obowiązujące normy oraz zbadanie możliwości ich ograniczenia lub odpowiedniego kształtowania w celu zmniejszenia narażenia człowieka.
EN
The dynamically expansion of electric vehicles solutions technology makes it necessary to adapt certification and control systems in terms of impact on the natural environment as well as on the driver and / or passengers of such vehicles. Built-in batteries, power converters and electric machines together with the interconnection system can be sources of strong electromagnetic fields in a wide frequency range. Therefore, it becomes necessary to check whether the intensity of the generated electromagnetic field meets applicable standards and to tests the possibilities of their limitation or appropriate shaping to reduce exposure for human.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Na przykładzie wybranej napowietrznej linii elektroenergetycznej o napięciu 220 kV przeprowadzono serię cyfrowych symulacji rozkładu natężenia pola elektrycznego generowanego przez tą linię dla różnych parametrów symulacji przeprowadzonych metodami elementów skończonych. W niniejszym artykule autorzy dokonali analizy wpływu określonych parametrów symulacji na dokładność uzyskanych wyników oraz czas trwania obliczeń.
EN
Based on the selected overhead power line 220 kV were performed numerical identification of intensity of the generated electrical fields for many different parameters of digital simulations. By use the finite elemenths method. In this papers authors made analysys of the influence of selection of digital simulation parameters to precision of the obtained results and time of numerical calculation.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The factors affecting the selectivity of lightning discharges by air terminations are analyzed in the paper. For this aim the simulations of electric field distribution around the surface of conductive structures have been performed. The need for correction of normative methods for air termination dimensioning has been confirmed and the way for this correction depending on the lightning polarity has been proposed.
PL
W artykule analizowane są czynniki mogące mieć wpływ na wybiórczość wyładowań piorunowych przez zwody. Dokonano symulacji rozkładu natężenia pola elektrycznego wokół przewodzących struktur naziemnych. Stwierdzono potrzebę i zaproponowano sposób korekty normatywnych metod wymiarowana stref chronionych w zależności od biegunowości piorunów.
The АС impedance model of a liquid conductivity has been developed to assess the influence of electromagnetic vector potential. It has been proved that the field in a liquid conductor is quasi-static. Approximation error, even taken for very concentrated solutions (e.g. sea water), does not exceed 0.01 ppm. The calculation of resistance of the four-electrode cell is given with the account of Ampere's circuit law. Two types of errors are defined: DC error due to finite thickness of electrodes, and AC error due to presence of displacement currents when using an impedance model.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zostały przedstawione wyniki symulacji rozkładu pola elektrycznego dla wybranych modeli elektrod pogrążonych w oleju. Wykorzystane modele to układy użyte w autorskich badaniach eksperymentalnych. Obliczone maksymalne wartości natężenia pola elektrycznego zostały porównane z wynikami tych badań oraz z danymi literaturowymi w zakresie natężenia pola elektrycznego inicjacji w oleju. Porównanie wskazuje, że istnieje możliwość zainicjowania wyładowań w oleju o czystości technicznej gdy maksymalne natężenie pola elektrycznego jest w zakresie dziesiątek MV/cm.
EN
Article presents the results of simulation of electrical field distribution in selected models of electrode setups immersed in oil. There are the models previously used by author in the experimental studies. Calculated values of maximum electrical field stress were compared with the results of these studies and with literature data in the area of inception electrical field stress Comparison indicates that it is possible to initiate the discharges in oil of technical purity when the maximum electrical field stress in the vicinity of HV electrode is in the range of tenths of MV/cm.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, we have developed a tri-dimensional numerical modelling of filamentary discharge, which enabled us to study the streamer discharge's propagation at high pressure, in a uniform electrical field. The transport equations and Poisson's equation formed self-consistent model. We use Scharfetter and Gummel schemes SG and SG0 coupling at time splitting method to resolve the transport equations system. The Poisson's equation is resolved by the tri- diagonal method coupled with the over-relaxation method to calculate the electrical field.
PL
W artykule opisano budowę modelu 3-D wyładowania włókienkowego, który posłużył do badań propagacji wyładowania wstęgowego przy wysokim ciśnieniu w jednorodnym polu elektrycznym. Model oparty jest na równaniach Poisson’a i transportu. W celu rozwiązania równań transportu, zastosowano metodę sprzężenia SG i SG0 Scharfetter’a i Gummela, natomiast do formuły Poisson’a zastosowano metodę tridiagonalną, w połączeniu z metodą SOR (ang. Successive Over-Relaxation method).
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano mechanizm wyładowań powierzchniowych na granicy faz dielektryk stały - powietrze atmosferyczne. Przedstawiono wyniki pomiarow napięć przeskoku przy probach napięciem impulsowym wykonanych na płytkach porcelanowych z różnego rodzaju powłokami zewnętrznymi o różnej wartości rezystywności powierzchniowej. Na podstawie pomiarow natężenia pola elektrycznego, przed doprowadzeniem do przeskoku elektrycznego jak i po wystąpieniu wyładowania, pośrednio wykazano wpływ ładunku powierzchniowego na trajektorię wyładowań jak równiez wartości napięć przeskoku. Stwierdzono, że wykorzystanie jako powłoki lakieru półprzewodzącego o rezystywności powierzchniowej rzędu 1010 [omega] podnosi wartość napięcia przeskoku i obniża wartość natężenia pola elektrycznego od ładunku powierzchniowego, zmieniającego rozkład pola przy badanej próbce.
EN
This paper describes the mechanism of a surface discharges on the solid dielectric – atmospheric air boundary phase. The results of the flashover voltage, with the use of impulse voltage, on the ceramic samples with different coating and various surface resistivity, was showed. Based on electrical field measurements, before and after flashover, the impact on the discharge trajectory and flashover voltage, was showed. Using the semiconducting varnish layer with surface resistivity about 1010 [omega] as a coating, increase flashover voltage and decrease the electrical field from the surface charge, which change the electrical field distribution near the tested sample.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zwrócono uwagę na przyczyny wzrostu zainteresowania pomiarami wielkości charakteryzujących pola elektryczne, na specyfikę pomiarów natężenia pola oraz wielkości związanych (potencjału, efektywnej gęstości ładunku) w obszarze pól stałych i wolno-zmiennych. Podkreślono praktyczne znaczenie układów z tzw. stałym ładunkiem i stałym prądem ładowania. Przedstawiono krótko zasadę działania oraz charakterystyczne właściwości aktualnie stosowanych mierników natężenia pola (indukcyjnego z przetwarzaniem i bez, radioizotopowego). Omówiono podstawowe problemy związane z pomiarami natężenia pola w otoczeniu różnych obiektów oraz interpretacją uzyskanych wyników.
Odpylaczem spełniającym warunki pracy w strefie wybuchowej jest filtr bifilarny. Jego działanie oparte jest na wytworzeniu niejednorodnego pola elektrycznego, powodującego przyciąganie cząstek dielektryka jakim jest pył organiczny. Skuteczność działania odpylacza bifilarnego uzależniona jest od rozkładu pola elektrycznego wokół jego uzwojeń. Rozkład pola zmienia się w zależności od sposobu nawinięcia przewodów uzwojenia jak i w zależności od wymiarów geometrycznych tych uzwojeń. Ocenę przydatności poszczególnych układów wykonania uzwojenia można dokonać na podstawie analizy teoretycznej rozkładu pola, wykorzystując specjalizowane programy komputerowe. Takim programem jest QuickField firmy Terra Analyses.W artykule przedstawiono wyniki analizy rozkładu potencjału elektrycznego i natężenia pola elektrycznego przy uwzględnieniu zmiany wymiarów geometrycznych uzwojenia oraz sposobu ich ułożenia.
EN
The dust filter which can work in explosive area is biffilar filter. Its work is consider with generating of non-homogeneous electrical field. This field attracts dust’s particles. Biffilar filter efficiency depends on distribution of electrical field around the leads. This distribution is changing due to the method of lead wind-up and due to lead’s dimensions. The paper presents method and results of computer simulation of electrical field around the leads of bifilar dusts filter.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących stanu i roli warstwy powierzchniowej w stymulowaniu procesów transportowych. Poprzez analizę badań wybranej grupy krystalicznych i amorficznych ciał stałych z wielosferowymi warstwami powierzchniowymi wskazano na przyczyny wystąpienia źródeł pola elektrycznego w warstwie wierzchniej – dużej nadmiarowej koncentracji ładunku elektrycznego. Elektryczna warstwa podwójna powstająca tuż przy powierzchni geometrycznej metalu stanowi układy mikrokondensatorów, jakimi stają się mikroszczeliny powstające na powierzchni deformowanych metali. Mikroskopią optyczną doświadczalnie potwierdzono obecność pola elektrycznego na powierzchni geometrycznej warstwy wierzchniej oraz nad warstwą powierzchniową.
EN
The paper presents results of the investigation concerning the state and the role of the superficial layer in the stimulation of the transport processes. The analysis of the group of the crystalline and amorphous solid state materials with multilaminar superficial layers shows the causes for occurring an electrifield in the superficial layer - the high concentration of the electric charge. The electric double layer forming near geometrical surface of the metal makes the system of the microcapacitors which are microcracks on the surface of the deformed metals. The existance of the electric field on geometrical surface and over the superficial layer has been confirmed by optical microscopy.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW