Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie wpływu wybranych parametrów turbiny wiatrowej małej mocy z dyfuzorem na jej efektywność

Skorupa K. K., Grzejda R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 107

81--93

PL

Za pomocą małych turbin wiatrowych można tworzyć rozproszone źródła energii elektrycznej użyteczne na obszarach o dobrych warunkach wietrznych. Niekiedy jednak możliwe jest wykorzystanie małych turbin wiatrowych również na terenach charakteryzujących się mniejszą średnią prędkością wiatru w ciągu roku. Na etapie projektowania małej turbiny wiatrowej można wykorzystywać różnego rodzaju rozwiązania techniczne zwiększające prędkość strugi wiatru, jak też w sposób optymalny ją ukierunkowujące. Do metod pozwalających na zwiększenie efektywności przetwarzania energii wiatru na energię elektryczną w przypadku turbiny wiatrowej należą zastosowanie dyfuzora osłaniającego wirnik turbiny oraz optymalizacja kształtu łopatek montowanych na wirniku turbiny. W pracy zbadano wpływ geometrii dyfuzora oraz łopatek wirnika na efektywność przykładowej turbiny wiatrowej przeznaczonej do eksploatacji na terenie województwa zachodniopomorskiego. Analizy wykonano dla trzech typów dyfuzora oraz dla trzech typów łopatek wirnika. Na ich podstawie dokonano wyboru najbardziej optymalnego kształtu dyfuzora oraz łopatek ze względu na efektywność turbiny wiatrowej. Dla turbiny z zaprojektowanym dyfuzorem wykonano obliczenia mocy wyjściowej dla przyjętych różnych wartości średniej rocznej prędkości wiatru oraz stałego współczynnika mocy Betza i założonej sprawności generatora. We wszystkich analizowanych przypadkach oszacowano też ilość energii możliwej do wygenerowania przez turbinę w ciągu roku. Na podstawie tych obliczeń wysunięto ważne wnioski o znaczeniu praktycznym. W końcowej części pracy przedstawiono model 3D turbiny wiatrowej z wybranymi na podstawie wcześniejszych analiz dyfuzorem i łopatkami wirnika. Jako materiału na dyfuzor i łopatki wirnika użyto włókna szklanego typu A. Za pomocą obliczeń z wykorzystaniem metody elementów skończonych wyznaczono graniczne przemieszczenia konstrukcji turbiny pod wpływem wiatru huraganowego. Na podstawie tych obliczeń wykazano poprawność konstrukcji zamodelowanej małej turbiny wiatrowej.

EN

By means of small wind turbines, it is possible to create distributed sources of electricity useful in areas with good wind conditions. Sometimes, however, it is possible to use small wind turbines also in areas characterized by lower average wind speeds during the year. At the small wind turbine design stage, various types of technical solutions to increase the speed of the wind stream, as well as to optimally orientate it, can be applied. The methods for increasing the efficiency of wind energy conversion into electricity in the case of a wind turbine include: the use of a diffuser shielding the turbine rotor and the optimization of blades mounted on the turbine rotor. In the paper, the influence of the diffuser and rotor blades geometry on the efficiency of an exemplary wind turbine for exploitation in the West Pomeranian Province is investigated. The analyses are performed for three types of the diffuser and for three types of rotor blades. Based on them, the most optimal shapes of the diffuser and blades are selected due to the efficiency of the wind turbine. For the turbine with the designed diffuser, calculations of the output power for the assumed different values of the average annual wind speed and the constant Betz power factor and the specified generator efficiency are made. In all the analyzed cases, the amount of energy that can be generated by the turbine during the year is also estimated. Important practical conclusions are formulated on the basis of these calculations. In the final part of the paper, a 3D model of the wind turbine with the diffuser and rotor blades chosen based on earlier analyses is presented. As a material for the diffuser and rotor blades, glass fiber type A is applied. By means of calculations using the finite element method, the limit displacement of the turbine structure under the influence of a hurricane wind are determined. Based on these calculations, the correctness of the modelled small wind turbine structure has been demonstrated.

2

Location-optimized aerodynamic rotor design of small wind turbines and lightweight implementation using additive hybrid material

Lehser-Pfeffermann D., Häfele T., Rückert F. U., Griebsch J., Müller T., Joos F.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 22, nr 2

437--445

EN

Wind power plays a crucial role in supplying cities with renewable energy. Combined with short transport routes, it is essential to establish site-specific small wind turbines in the urban environment. An increasing interest in small, decentralized, vertical-axis wind turbines (VAWT) can be observed here. However, concepts with low visual and auditory effects and economic efficiencies are largely limited. The project part described in this paper enables a specially developed design software tool of rotor geometries optimized for such boundary conditions. By using fiber-reinforced structures in combination with selective laser sintering, it is theoretically possible to economically produce even the smallest quantities of these geometries for a typical service life of wind turbines. The results presented and discussed in this work can serve as a basis for a subsequent feasibility study.

3

Koncepcja systemu podnoszenia masztu turbiny wiatrowej o małej mocy

Małachowski J., Damaziak K., Szafrański T.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 5-6

476--477

PL

Przedstawiono koncepcję systemu przeznaczonego do podnoszenia i opuszczania (bez użycia ciężkiego sprzętu) konstrukcji nośnej (15-metrowego masztu) małej turbiny wiatrowej (z dyfuzorem o mocy ok. 3,5 kW i masie ok. 200 kg). W odróżnieniu od istniejących systemów umożliwia on podnoszenie masztów z przegubem centralnym. Zaproponowano rozwiązania konstrukcyjne urządzeń tworzących system oraz procedurę montażu masztu z wykorzystaniem tego systemu. Ponadto zaprezentowano analizy numeryczne mające na celu wstępną weryfikację elementów systemu i zbadanie rozkładu naprężenia w konstrukcji, co pozwoli na wprowadzanie dalszych zmian konstrukcyjnych.

EN

This paper presents the concepts of a self-erecting system for a small wind turbine pole. The presented system provides for erecting and lowering the pole without use of heavy machinery. Unlike existing solutions the designed system allows to raise the poles with central joints. This paper presents a proposal for structural components of the system. The pole assembly procedure using the proposed system is also explained. This paper also presents the preliminary numerical analysis aimed at pre-verification system components and the stress assessment of the structural solution in question. The analysis when performed will allow to introduce further design changes. The proposed structure is planned to raise a 15 meter pole for small wind turbine with a diffuser of rated power of about 3.5 kW and 200 kgs weight.

4

Control for Grid Connected Small Wind Turbine System

Černelič J., Štumberger G., Dolinar D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 5

174-178

EN

This paper presents a control of a grid connected small wind turbine (SWT) system. The chosen SWT topology consists of a synchronous machine (SM) with excitation winding, a full power back to back converter and an output filter. The control system consists of the hill search type Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm and the Voltage Oriented Control (VOC). The two control algorithms are interacting over the DCvoltage controller. The proposed control requires small number of measurements that can be reduced to the electrical subsystem of SWT.

PL

W artykule przedstawiono sterowanie małą turbiną wiatrową podłączoną do sieci. System składa się z silnika synchronicznego oraz przekształtnika i filtru wyjściowego. Do sterowania wykorzystano algorytm MPPT i układ VOC.