مقایسه عددی عملکرد توربین بادی محور افقی ساده و توربین بادی محور افقی شروددار با قطر ۱ متر تحت سرعت باد متغیر

در این مطالعه عملکرد یک توربین بادی محور افقی با قطر ۱ متر و طرح مشابهی مجهز به مجرای هادی توربین شروددار با قطر روتور ۱ متر قطر دهانه ورودی ۱/۵ متر قطر خروجی ۱/۸ متر و طول ۱/۵ متر به صورت عددی مقایسه شده است. برای این مقایسه منحنی های ضریب توان، استخراجی تغییرات زاویه پیچ تیغه ها (گام)، نسبت سرعت نوک و ضریب القایی محوری در بازه سرعت باد ۰ تا ۳۰ متر بر ثانیه محاسبه شده اند. نتایج نشان می دهد افزودن مجرای هادی موجب کاهش سرعت نامی توربین و افزایش بیشینه ضریب توان شده است. بدین ترتیب توربین شروددار در سرعت های زیر نامی توان بیشتری نسبت به توربین ساده استخراج می کند. همچنین نحوه کنترل زاویه پیچ در توربین شروددار به گونه ای است که عملکرد آیرودینامیکی بهینه توربین را تا رسیدن به سرعت نامی حفظ کرده و پس از آن با افزایش تدریجی زاویه پیچ توان تولیدی در مقدار نامی مهار می شود. تحلیل ضریب القایی محوری نشان می دهد حضور مجرای جریان عبوری از صفحه روتور را افزایش داده و مشخصه های القایی را تغییر می دهد. علاوه بر این، در سرعت های فراتر از نامی نیروی محوری وارد بر روتور در طرح شروددار کمتر از توربین ساده بوده که بیانگر کاهش بار محوری در محدوده کنترل توان است.

کلیدواژه ها:

توربین بادی محور افقی ، توربین بادی شروددار ، ضریب توان ، نسبت سرعت نوک ، شبیه سازی عددی