O frumoasa descriere a evolutiei in timp a familiei de turbine eoliene verticale Darrieus.
Evolutie Darrieus
Răspunde
Arhive categorii: Darrieus H-Rotor
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 : 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.
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.
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.
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..
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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.
Se remarca doua situatii :
- unghiul de atac este de 10 grade – componenta lift generata de profil atinge maximul
- 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 )
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 :
Se 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
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