بررسي عددي اثر محل اتصال و گام اوليه پره بر عملكرد يك توربين بادي محور عمودي

Effects of blade mount point and preset pitch on performance of vertical axis wind turbines

با توجه به رشد روزافزون مصرف انرژي از يك سو و كاهش منابع سوخت هاي فسيلي از سوي ديگر، استفاده از منابع انرژي تجديد پذير از جمله انرژي باد، در كانون توجه پژوهش‌گران قرار گرفته است. از ميان انواع توربين هاي 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، حساسيت كمتر نسبت به آشفتگي جريان و توليد صداي كمتر، امكان استفاده در مناطق شهري و در نزديكي مصرف كنندگان را فراهم مي سازند. در اين مقاله يك توربين بادي محور عمودي با پره هاي مستقيم به روش ديناميك سيالات محاسباتي به صورت سه بعدي مدل سازي شده و نتايج حاصل از حل عددي آن با نتايج آزمايشگاهي ساير پژوهش گران اعتبار سنجي شده است. پس از آن، اثر تغيير محل اتصال پره هاي روتور به بازو هاي نگهدارنده و گام اوليه پره مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج حاصل نشان مي دهدكه در نمونه مورد بررسي، انتخاب گام اوليه و محل اتصال مناسب پره مي-تواند بيشينه ضريب عملكرد توربين را به ترتيب 65 و 60 درصد افزايش دهد.

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 types 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 sensitivity to wind turbulence and lower noise production. In this paper a straight-bladed vertical axis wind turbine has been simulated 3 dimensionally by use of a commercial CFD code. The numerical results have been validated against available experimental data. To improve the performance of the turbine, the effects of blade mount point offset and preset pitch have been investigated. The results show that appropriate blade offset and preset pitch leads to a 60 and 65 percent increase in the maximum performance coefficient respectively.