بررسي عددي اثر گام اوليه پره‌ها بر عملكرد توربين بادي محور عمودي در مقياس كوچك

numerical investigation of Effect of preset blade pitch angle on aerodynamic performance of small scale vertical axis wind turbine

از ميان انواع توربين‌هاي بادي كه به ‌منظور دريافت توان الكتريكي از جريان باد مورد استفاده قرار مي گيرند، توربين هاي بادي محور عمودي به دليل عدم وابستگي به جهت وزش باد و توليد صداي كمتر، امكان استفاده در مناطق شهري و در نزديكي مصرف‌كنندگان را فراهم مي‌سازند. در اين مطالعه يك توربين بادي محور عمودي با پره مستقيم به روش ديناميك سيالات محاسباتي و به ‌صورت سه‌بعدي مدل‌سازي شده است. اين مدل‌سازي در دو سرعت مختلف باد 31/4 و 07/5 متر بر ثانيه انجام‌گرفته و نتايج حاصله با نتايج آزمايشگاهي موجود اعتبار سنجي شده اند. همچنين به‌ منظور افزايش بهره وري توربين، گام اوليه پره ها نيز تغيير داده ‌شده است. طبق نتايج بدست آمده بيشترين بازده و ضريب توان توربين محور عمودي شبيه سازي شده در گام اوليه 5/7- درجه اتفاق مي افتد و ميزان ضريب عملكرد توربين را به مقدار تقريباً 65 درصد افزايش مي دهد؛ در حاليكه در گام هاي اوليه مثبت ميزان ضريب توان توربين بشدت كاهش يافته و مشاهده مي شود كه توربين حتي به نسبت سرعت نوك پره 55/2 نيز نمي رسد.

Due to growth of energy consumption and depletion of fossil fuels sources, power generation of renewable energy sources such as wind energy has become one of the main interests of researchers. among different type of wind turbines used for extracting electric power from wind flow, vertical axis wind turbines can be implemented in urban areas and in proximity of energy consumers because of their independence of wind direction, low sensitive to wind turbulence and lower noise production. in this paper a straight-bladed vertical axis wind turbine has been simulated 3 dimension by use of commercial CFD code. the numerical results have been validated against available experimental data. to improve the performance of the turbine, the preset pitch have been investigated. the results show that appropriate preset pitch leads to a 60 and 65 percent increase in maximum performance coefficient respectively.