Серілко, Л. С. та Стадник, О. С. та Сасюк, З. К. та Серілко, Д. Л. та Ігнатюк, Р. М. (2022) АНАЛІЗ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ РОТОРА ДАР’Є. Вісник Національного університету водного господарства та природокористування (4(100)). с. 124-135.

Text Vt10010 (1).pdf Download(833kB)

Анотація

Метою даної роботи було вирішення проблеми самозапуску ротора Дар’є без оснащення його додатковим ротором Савоніуса. В запропонованій конструкції вітроенергетичної установки (ВЕУ) лопаті встановлені з можливістю обертатися навколо вертикальних осей. В період пуску ВЕУ працює як лопатевий вітродвигун, а при досягненні необхідної частоти обертання переходить в режим ротора Дар’є. Для визначення коефіцієнта опору лопаті, яка має профіль NASA 0015, був проведений розрахунок поля швидкостей турбулентного поля повітря, який включав чисельне розв’язання рівнянь Рейнольдса для нестисливого потоку газу. Для підтвердження працездатності запропонованої конструкції та адекватності отриманих аналітичних залежностей було виготовлено експериментальну установку. Проведені дослідження показали, що запропонована конструкція з рухомими лопатями дозволяє підвищити коефіцієнт використання енергії вітру на 25– 33% та зменшити матеріаловитрати на 18–23%.

Title in English

ANALYSIS AND STUDY OF THE EFFICIENCY OF THE DARRIEUS ROTOR

English abstract

Wind turbines with a vertical axis of rotation are mainly equipped with a Darrieus rotor, the main disadvantage of which is the presence of a small starting torque, which causes the problem of starting these devices. To spin the rotor up to the required rotation speed, the generator is brought into engine mode. Some designs of 135 Вісник НУВГП wind turbines for start-up are additionally equipped with Savonius rotors. Such rotors have a significant starting torque, which is necessary to accelerate the rotor to the required speed of rotation. When the speed coefficient increases, the Savonius blades create a braking moment, which negatively affects the overall energy efficiency of the wind power plant. Equipping the wind turbine with Savonius rotors, which are placed above or below the Darrieus rotor, leads to an increase in the starting torque, but at the same time its power decreases by 20–25%. Studies of the operation of a combined wind turbine with Darrieus and Savonius rotors have shown that fixing the Savonius rotor in the middle of the Darrieus rotor makes it possible to increase the efficiency of the turbine by up to 20%. The purpose of this work was to solve the problem of self- starting the Darier rotor without equipping it with an additional Savonius rotor. In the proposed design of the wind turbine, the blades are installed with the ability to rotate around vertical axes. During the start-up period of the wind power plant, it works as a bladed wind engine, and when the required rotation frequency is reached, it switches to the Darrieus rotor mode. To determine the drag coefficient of the blade, which has a NASA 0015 profile, the calculation of the velocity field of the turbulent air flow was carried out, which included the numerical solution of the Reynolds equations for an incompressible gas flow. To confirm the operability of the proposed design and the adequacy of the obtained analytical dependencies, an experimental setup was made. Conducted studies have shown that the proposed design with moving blades allows to increase the coefficient of wind energy utilization by 25–33% and reduce material consumption by 18–23%.

Перегляд елементу

Завантажень