Energy Observer VAWT

Energy Observer un cataraman de 30 tone cu lungimea de 30.5m si latimea de 12.8m  propulsat cu ajutorul a doua motoare electrice de 41kW la 3000rpm.  Energia necesara propulsiei  este generata cu ajutorul unor pile de combustie cu hidrogen. Hidrogenul este obtinut din electroliza apei de mare dupa desalinizarea și deionizare.

Energia necesara pentru obtinerea hidrogenului este asigurata de panouri solare cu o suprafata de 130m²  ( 21kW) , de  doua turbine eoliene verticale  (2x1kW) si chiar de motoarele de propulsie care sunt folosite ca generatoare (2×2.5kW) atunci cand vasul este tractat de un zmeu.

Imagini pentru Energy Observer kite

Imagini pentru Energy Observer kite

SeaTwirl & Siemens

Compania suedeză  SeaTwirl a încheiat un parteneriat strategic cu Siemens, concentrându-se asupra dezvoltarii unei solutii  tehnice pentru  o turbina eoliana   verticala SeaTwirl S2,  de 1MW offshore.

Conform SeaTwirl, noua cooperare reprezintă un pas important spre atingerea obiectivului companiei de a lansa turbina eoliana verticala SeaTwirl S2 până în 2020.

SeaTwirl S1 30kW (Ropatec) lansat in 2015 .

 

VAWT Bellshion

O turbina eoliana  H-ROTOR dezvoltata de Globalenergy caracterizata de o soliditate de 50% si inclinarea la 45 de grade a capetelor palelor pentru reducerea turbulentelor, fortelor „drag”  si a zgomotului. Turbina atinge un randament de 0.3 la un TSR=1,7.

Parametrii geometrici a turbinei cu doua pale in functie de raza sunt :

  • (latimea palei)=R/2
  • (lungimea palei)=2*R

Renumita firma japoneza NTN a preluat conceptul construind turbine cu puteri intre 200w si 10 kW.

VAWT H-Rotor 200kW

Turbina eoliana verticala construita in 2010  de Vertical Wind AB este instalata in zona Falkenberg Suedia .  Turbina VAWT are generatorul direct drive cu 36 de poli, magneti  neodymium instalat  la baza stalpului  fapt ce duce la reducerea costurilor de constructie si mentenanta.  Turbina eoliana este definita de urmatorii parametri :

In urma monitorizarii turbinei eoliene verticale s-a determinat ca  randamentul maxim Cp=0.33 a fost atins la un TSR=4.3 turbina functionand foarte bine in conditii de vant turbulent.

sursa : 200 kW H-rotor vertical axis wind turbine

L’Éolie500 o turbina eoliana pentru toti

O turbina Darrieus H-rotor de mică putere destinata mediului urban cu doua pale elicoidale. Turbina poate produce 500w la o viteza a vantului de 11m/s. Datorita soliditatii mici se foloseste  combinarea unui rotor Darrieus cu unul mai mic de tip Savonius  pentru a asigura pornirea turbinei eoliene. Turbina EOLIE are un diametru de 1.3m si o inaltime a rotorului de 1.5m. Se remarca prin solutia constructiva care permite o asamblare usoara, pozitionarea la sol a generatorului si ridicarea facila a stalpului care poate avea inaltimea de 4, 6 sau 8 metri.

Fisa tehnica      Brosura

VAWT Magnus

O turbina VAWT Magnus proiectata de japonezii de la Challenergy  capabila sa reziste la viteze foarte mari ale vantului . Componenta „Lift”  este generata de efectul Magnus. In locul unui profil aerodinamic avem un cilindru care se roteste in jurul axei . Controlul turbinei in furtuni puternice se face modificand turatia cilindrului cu efect asupra componentei „Lift”.

VAWT Magnus

vawt_magnus

VAWT Magnus : Randamentul prototipului turbinei eoliene verticale bazate pe efectul Magnus instalate  in Okinawa atinge 30%.

TWINFLOAT Nenuphar

TWINFLOAT : Un nou prototip dezvoltat de francezii de la  Nenuphar firma care are ca  actionari compania Areva (una dintre cele mai mari companii producatoare de componente pentru industria energetică din lume) si Technip (un alt colos mondial din industria energetica). Este vorba de doua turbine eoliene verticale H-rotor cu sensuri de rotatie contrare montate pe acceasi platforma offshore care impreuna produc ~5 MW.

TWINFLOAT Nenuphar :  o parte din componentele turbinei eoliene verticale  sunt furnizate de firma  Faur din Romania.

TWINFLOAT Nenuphar

Miller rotor & Qblade

O incercare de analiza a rotorului Miller in Qblade. Datele de intrare pentru turbina eoliana verticala VAWT Miller: D=400mm, H=1000mm, c=200mm, soliditate=1, profil aerodinamic jedelskyej85. (am ales jedelskyej85 pentru ca performantele profilului Miller nu puteau fi calculate de Qblade)

Rotorul Miller opereaza la putere maxima la un TSR =1.7 si cp=0.36. La 11m/s turbina Miller poate produce 118w la o turatie de  893 rot/min.

Miller1

 

H-rotor pentru mediul urban

Un H-Rotor de dimensiuni reduse Windpods (d=0.46m, h=2.2m) perfect pentru utilizare in mediul urban. Turbina se remarca prin o valoare mare a soliditatii ~1 care permite un start bun la viteze mici ale vantului comparabil cu o turbina Savonius si opereaza la  un TSR de 1.5-2,  cu un randament cuprins intre 0.25-0.4.

vawt windpods 1kw

O frumoasa demonstratie a utilitatii acestor turbine eoliene verticale este Shanghai Tower de 632m inaltime  care are integrat in structura sa panouri eoliene compuse din  330 de turbine eoliene verticale G1 Windpods capabile sa genereze o putere maxima de 165kW. Energia eoliana generata este folosita pentru iluminatul exterior al turnului..

SHANGHAI TOWER windpods

Aplicatiile Windpods H-Rotor se bazeaza pe crearea unor panouri  eoliene de suprafata mare (putere maxima 80kW)  capabile sa extraga suficienta energie si in zonele cu potential eolian redus.

Un modul de doua turbine G1 Windpods H-rotor cu o putere maxima de 1kW.

H-Rotor

Lift Sail VAWT VoileO H-ROTOR

O turbina VAWT  inspirata de profilul aerodinamic dezvoltat pentru veliere in secolul XVII in insula Bermuda si construita pentru prima data in insulele Turks si Caicos. Turbina se remarca prin costul redus de productie / instalare si startul la viteze mici ale vantului . Componenta „lift” fiind predominanta turbina sail VAWT VoileO opereaza cu un TSR ~1.6.

sail VAWT

Un concept asemanator este folosit pentru dezvoltarea turbinelor eoliene  verticale GEVEV si BEVEV. Acest tip de  turbina eoliana foloseste un design asemator cu Ancient Chinese Windmills.

SAIL_VAWT1

Dezvoltari ale solutiei ”  Lift Sail VAWT  ” realizate la nivel de amator  :

VAWT Straja

Poate cea mai  mare eoliana construita la nivel de amator din Romania . Cu diametrul D= 8m si lungime a palelor H=9m turbina H-rotor cu 5 pale este cuplata la un generator de 12KW. Turbina VAWT functioneaza de aproximativ 5 ani.
Palele  folosesc un profil aerodinamic simetric. Structura de rezistenta a palelor foloseste nervuri si lonjeroane. Este o demonstratie a pasiunii si profesionalismului in domeniul VAWT in fata careia nu pot decat sa privesc cu admiratie. Bravo !

Catia V5 +VAWT = QUIET REVOLUTION

VAWT  QUIET REVOLUTION a reusit cu ajutorul Dassault Systèmes sa optimizeze profilul aerodinamic al turbinei QR5  realizand in Catia V5 suprafete complexe ale palelor dar in acelasi timp usor de fabricat . Compania londoneza Quiet Revolution folosind designul Gorlov a obtinut certicarea MCS pentru turbina QR5 (d=3.1m, h=5m ) in urma a unei serii de teste riguroase  pentru a verifica siguranța, randamentul, zgomotul si fiabilitatea turbinei eoliene verticale.

VAWT

Turbina VAWT QR5 poate fi considerata cu siguranta ca fiind una dintre cele mai bune turbine eoliene verticale  disponibile pe piață adaptata perfect pentru mediul urban cu un randament maxim de 0.44 . Ultima dezvoltare a conceptului este  turbina QR6.

VAWTS AND ALTERNATE ENERGY DISCUSSION

VAWTSONLY acolo unde  experienta tehnica si profesionala se intalneste cu pasiunea pentru VAWT. Membrii acestui forum dezvolta  proiecte VAWT  foarte interesante :

 Sharp-VAWT            VAWT-035                     SAIL VAWT          Passive pitch  Vawt

Nu conteaza cat de mare este turbina   ci cat de mare este ideea din spatele ei !

Hrotor made in Romania

 H-rotor GENAV300 un proiect a unei turbine eoliene verticale realizat de ICPE. Cu D=3m, H=3m, c~0.39m reuseste sa atinga puterea de 3kW la 12m/s cu o turatie de 170rot/min.

GENAV 3000

Folosind modulul de calcul pentru Hrotor putem aproxima un TSR =2, cp=0.35 si o soliditate de 0.39. (latimea palei c a fost dedusa  folosind scara desenului)

O alta turbina  H-rotor realizata de  firma Flug Werk International S.R.L din Bacau

h-rotor vawt_bacau

vawt, lenz2, savonius, darrieus, c-rotor,turbine eoliene cu ax vertical, energie verde, generatoar flux axial, wind turbines, vertical axis wind turbine, vawt, wind power, alternative energy, free energy, diy plans, eoliana, hawt

 

Airfoil vortex trap

Componenta lift  generata de profilul aerodinamic depinde de trei parametri principali : geometria profilul aerodinamic, unghiul de atac si numarul lui Reynolds.

Airfoil
Se remarca doua situatii :

  1. unghiul de atac este de 10 grade – componenta lift generata de profil atinge maximul
  2. unghiul de atac este de 20 grade- liniile de curent nu se mai „lipesc” de suprafata profilului, acestea se desprind si apar turbulente . Performantele profilui aerodinamic scad . (stall )

stall In cazul turbinelor VAWT pentru a obtine un  randament maxim trebuie ca tranzitia de la curgerea laminara la cea turbulenta sa se produca cat mai tarziu.
Una din solutii la nivel teoretic este  : airfoil vortex trap :
trapped vortexSe pleaca de la ipoteza ca o cavitate in profilul aerodinamic va genera un vortex (vartej, turbion) care va fi capabil sa  reataseaze pe suprafata profilului  liniile de curent  eliminand turbulentele.

Astel au aparut familiile de profile Kline–Fogleman airfoil in paralel cu constructori de turbine  VAWT care folosesc acest tip de profil cu cavitati sau in trepte  ca Pacwind sau FireflyPower .

Vezi si brevetele : US20100322770  si  US20070224029

KFMCFD

Din pacate testele in tunelul aerodinamic au aratat ca  vortexul este instabil sau in cazul cel mai bun are o perioada foarte scurta de stabilitate fapt ce face imposibila reatasarea liniilor de curent pe suprafata profilului aerodinamic. Si testele asupra profilelor KFm au dovedit slabe performante aerodinamice in raport cu profilele aerodinamice gen NACA.

Totusi se  incearca stabilizarea activa a vortexului   (VortexCells2050)  folosind senzori si suprafete de control.

Simularea CFD realizata de  Profesor Kunio Kuwahara,
Institute of Space and Astronautical Science , Japan

VAWT

Incurajati  de rezultatele obtinute de  ANew-S1,  ANew Institute lanseaza  ANew-M1 o turbina VAWT de 200kW . Generatorul sincron cu magneti permanenti este montat aproape de sol iar turbina are un sistem de franare in caz de urgenta hidraulic alaturi de cel electrodinamic. Interesanta este amplasarea inelului in partea superioara a stalpului de sustinere, solutie aleasa pentru descarcarea fortelor axiale si reducerea tensiunilor de incovoiere din bratele turbinei VAWT.

m1

De remarcat pasiunea polonezilor fata de VAWT !  (vezi si :  https://vawt.ro/savonius-2/)

Darrieus calculator

Darrieus

Modulul de calcul se foloseste pentru dimensionarea primara a turbinei Darrieus care nu tine cont de tipul de profil aerodinamic ales.