Розробка лопаті вітроенергетичної установки для районів з низькою швидкістю вітру

Юрченко, Олександр Юрійович; Барсукова, Ганна Володимирівна; Тимошенко, Григорій Андрійович; Yurchenko, O. Yu.; Barsukova, H. V.; Tymoshenko, H. A.

Розробка лопаті вітроенергетичної установки для районів з низькою швидкістю вітру

Юрченко, Олександр Юрійович; Барсукова, Ганна Володимирівна; Тимошенко, Григорій Андрійович; Yurchenko, O. Yu.; Barsukova, H. V.; Tymoshenko, H. A.

URI: https://repo.snau.edu.ua:8080/xmlui/handle/123456789/11116

Дата: 2022

Короткий опис(реферат):

Розширення можливостей альтернативної енергетики може призвести до значного зменшення використання традиційних джерел енергії, а також забруднення навколишнього середовища. На сьогоднішній день альтернативна енергетика у різних країнах набирає темпи розвитку досить не стабільно. Це пов’язано з можливістю використання тих чи інших альтернативних джерел, відсутністю окремих їх видів, затрат на виробництво установок, їх монтаж та пусконалагоджувальні роботи. Однак, значного поширення набуває вітрова енергетика. Особливо це стосується районів, де швидкість вітру досить часто здатна розкручувати вітроколесо до обертів, за яких генератор буде виробляти електричну енергію. Проте, вітроенергетика не є виключенням і для районів з малою швидкістю вітрів. Використання мінімального зусилля, здатного привести в рух вітроколесо, уже є успіхом. У таких районах для забезпечення достатніх для генерування електричної енергії обертів вітроустановки встановлюють редуктори або інші пристрої, здатні збільшити частоту обертання валу на виході з редуктора, порівнюючи з частотою обертання на вході. Проте, ускладнення конструкції установки призводить до збільшення її маси та збільшення витрат на виробництво окремих частин, їх монтаж та обслуговування. Тому, пошук оптимальної форми лопаті, здатної забезпечити покращений старт вітроустановки та підтримувати оберти на більш високому рівні, порівнюючи з базовою формою лопаті, є актуальним завданням. В роботі представлено нову форму лопаті вітроустановки з вертикальною віссю обертання для районів з малою швидкістю вітрів. Розроблена лопать має незмінні габаритні розміри, порівнюючи з базовим варіантом, проте, за рахунок зміни форми безпосередньо на бічній частині є можливість поглинання енергії одразу у двох напрямках та концентрації її у так званому «кармані», чого не було у базового варіанту. За такого компонування кількість обертів установки складає на 17 % більший показник, ніж у лопаті, виконаної у базовому варіанті. Зростає показник розгону установки, що підтверджує ефективність її на старті. Дослідження, проведенні за допомогою мінімоделі вітроустановки з трьома формами лопатей та вентилятора, забезпечили однакові умови випробувань та отримання не лише теоретичних даних, а і практичних.

Суть розробки, основні результати:

Expanding the possibilities of alternative energy can lead to a significant reduction in the use of traditional energy sources, as well as environmental pollution. Today, alternative energy in different countries is gaining momentum rather unstable. This is due to the possibility of using certain alternative sources, the lack of certain types, the cost of production, installation and commissioning. However, there is a significant expansion of wind energy. Particularly important are the districts, where the wind is often blown up by spinning the wind wheel to the wraps, for which the generator will vibrate electric energy. Prote, wind energy is not excluded and for areas with low wind speed. Winning the minimal susilla, building to bring the wind wheel into operation is already a success. In such areas, for the provision of wrappers of wind turbines sufficient for generating electrical energy, reducers or other extensions are installed to increase the frequency of wrapping the shaft at the output of the reducer, equal to the frequency of wrapping at the input. However, the complex design of the installation leads to increased weight and increased loss for the production of someparts, as well as maintenance installations. Therefore, look for the optimal shape of the blade, creating protection for starting the wind turbine and leveling it to a higher level, which corresponds to the basic shape of the blade is the actual task. This article presents a new shape of wind turbine blade for areas with low wind speeds. The developed blade has the same dimensions compared to the base version, however, due to the change in shape directly on the side it is possible to absorb energy in two directions and concentrate it in the so-called "pocket", which was not the base version. With this arrangement, the number of revolutions of the installation is 17% higher than in the blade made in the basic version. The rate of acceleration of the installation increases, which confirms its effectiveness at the start. Studies conducted with the help of a mini-model of a wind turbine with three forms of blades and a fan provided the same conditions for testing and obtaining not only theoretical but also practical data.

Показати повний опис матеріалу