طراحی توزیع وتر و پیچش بهینه برای ایرفویل های مخصوص پره ی توربین بادی محور افقی

طراحی مناسب پره های توربین بادی نقش بسیار مهمی در افزایش کارایی آن دارد. مهمترین هدف در طراحی پره های توربین بادی جذب حداکثری انرژی موجود در باد است. مسئله ی اصلی برای رسیدن به این مقصود طراحی مناسب ایرفویل مورد استفاده برای مقطع پره و نحوه ی توزیع وتر و پیچش آن در امتداد پره ها می باشد. با فرض مدل ایده آل دیسک نفوذپذیر، حل معادلات مومنتم برای توربین بادی به محدودیت بتز منجر می شود که حداکثر بازده ۰/۵۹۲ را برای توربین نشان می دهد. در یک مدل واقعی تر، با در نظر گرفتن چرخش دنباله در پشت توربین بادی، اثرات سه بعدی نیز به صورت تجربی در نظر گرفته می شود. روش مومنتم المان پره، مدل کاملی است که با فرض اینکه آنچه که در یک مقطع پره اتفاق می افتد روی دیگر مقاطع تاثیری ندارد، تئوری مومنتم را با وقایع محلی که در پره های واقعی رخ می دهند، پیوند می زند. در این پژوهش با در نظر گرفتن یکی از بهترین ایرفویل های جریان آرام که توسط آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر آمریکا طراحی شده است و اخیرا در توربین های بادی پیشرفته مورد استفاده قرار می گیرد، یک روتور ۳۰۰کیلوواتی با روش مومنتم المان پره، با ملاحظاتآیرودینامیکی طراحی شده است. نتیجه ی این طراحی، تولید پره ای مناسب برای توربین های بادی با کنترل واماندگی است که به دلیل ایرفویل مخصوصش اولا حساسیت کمتری به زبری لبه ی ابتدایی دارد و ثانیا در سرعت های بالای باد که قسمتی از پره وارد ناحیه ی واماندگی می شود، تولید انرژی کاهش اندکی می یابد.

کلیدواژه ها:

توربین بادی ، آیرودینامیک ، مومنتم المان پره ، تولید انرژی سالانه