شبیه سازی و ارزیابی عملکرد توربین های بادی با پوشش حلقوی در سیستم های تولید انرژی پاک

در این پژوهش، عملکرد توربین بادی کانال دار با طراحی آیرودینامیکی نوین در شرایط باد با سرعت پایین مورد بررسی عددی قرار گرفته و تاثیر آن بر کارایی سیستم تولید هیدروژن با الکترولایزر غشایی تحلیل شده است. پوشش آیرودینامیکی اطراف پره ها باعث افزایش چشمگیر سرعت جریان در ناحیه ی نوک پره ها شده و در نتیجه توان خروجی تا ۶۸٪ نسبت به حالت بدون کانال در سرعت ۲٫۵ متر بر ثانیه افزایش یافته است. تحلیل تاثیر فواصل شعاعی بین پره و پوشش نشان می دهد که کاهش این فاصله منجر به بهبود محسوس در تولید توان می شود. همچنین، با مقایسه دو پروفیل پره (NACA ۲۴۰۸ و NACA ۶۳۲۱۵)، طراحی مبتنی بر NACA ۶۳۲۱۵ تا ۵۳٪ افزایش توان نسبت به حالت بدون پوشش ایجاد کرده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که افزایش توان تولیدی باعث افزایش چگالی جریان در الکترولایزر شده و در نتیجه نرخ تولید هیدروژن افزایش می یابد؛ هرچند این امر کاهش جزئی در بازده حرارتی و اگزرژی را نیز در پی دارد. به منظور جبران این افت بازدهی، استفاده از ساختارهای موازی الکترولایزر پیشنهاد می شود.

کلیدواژه ها:

توربین بادی کانال دار ، انرژی تجدیدپذیر ، ذخیره سازی هیدروژن ، طراحی آیرودینامیکی ، الکترولایزر