H-ROTOR startup

Pentru turbinele eoliene verticale H-rotor soliditatea de ~0.3 aduce un CPmax =0.4 dar cu pretul unor performante foarte slabe referitor la startup. Cresterea soliditatii rezolva problema pornirii dar nu mai ofera un maxim de performanta. Legatura dintre CPmax, soliditate si startup este data de relatia empirica : TSR=(1.4/s)^(1/1.6)
http://vawt.ro/calcul-tsr/
http://vawt.ro/soliditatevawt/
Rezumand se poate spune ca :

  • o soliditate cuprinsa intre 0.35-0.5 ofera un TSR >2  si un randament maxim al turbinei
  • o soliditate intre 0.5-0.6 ofera un TSR scazut <2 dar un startup bun la viteze mici ale vantului la un CPmax acceptabil

O solutie H-rotor pentru a obtine un CPmax  si un startup bun este cea  oferita de Windspire.

Turbina verticala Windspire 4.0 are o soliditate marita la extremitatile palelor si o componenta drag datorita profilului aerodinamic „semideschis” care asigura startup-ul si o soliditate redusa pe restul lungimi palelor care asigura un CPmax mai bun decat folosirea solutiei cu un rotor Savonius plasat in centrul turbinei.

H-rotor Windspire 4.0

VAWT Offshore

In acest moment turbinele VAWT prezinta un interes deosebit pentru utilizarea offshore datorita a trei mari avantaje :

  • centru de greutate  pozitionat mai jos decat la HAWT (costuri mici pentru  structura aflata sub nivelul marii )
  • greutatea palei nu limiteza dimensiunea acesteia
  • performantele turbinei nu sunt afectate de schimbarile directiei  vantului

vawthawt

Proiectele lansate in Europa sunt :  Nenuphar ,  Aerogenerator SpinFloat si DeepWind.

Prototipul turbinei DeepWind  demonstreaza avantajul centrului de greutate amplasat mai jos decat la HAWT

Conceptul Aerogenerator  arata posibilitatea construirii unei turbine VAWT gigant

Proiectul Nenuphar este cel mai avansat cu un buget alocat imens.

VAWT2MW

Un alt proiect  VAWT de 6MW  offshore : SpinFloat

VAWT-6MW

Hrotor ?

Curios dar un Hrotor fara un profil aerodinamic poate genera putere. In simulare soliditatea este egala cu 1. Randamentul turbinei in simulare este de 0.12

https://www.youtube.com/watch?v=H6dPNKastO8#t=40

Privind superfial putem spune ca componenta lift a turbinelor Thies, Lenz2, Crotor este asigurat de acest profil plat .

cp(lenz2)=cp(savonius)+cp (flat)  adica  0.3=0.18+0.12

Acest tip de rotor ma duce cu gandul la rotorul Miller

VAWT Low wind speed turbine

O turbina eoliana VAWT  cu un start foarte bun la viteze mici ale vantului .

Dimensiuni turbina VAWT ANEW-S1  d=7.4m,  h=4.6m

 lenz2, savonius, darrieus, c-rotor, h-rotor,turbine eoliene cu ax vertical, energie verde, generatoare, wind turbines, vertical axis wind turbine, Alternators, wind power, alternative energy, free energy, diy plans, wind turbine free plans, generator cu flux axial magneti ferita, wind power, wind energy, eoliana, hawt, turbina eoliana

VAWT H-rotor

Chiar daca multi nu cred in eficienta VAWT aceast tip de turbina H-rotor produce 2MW.
http://www.nenuphar-wind.com/index.php

VAWT2MW
vawt

In imagini este doar prototipul turbinei Nenuphar  d=54m, h=35m
(originalul va avea o o lungime a palei  de 3 ori mai mare  ~100m)

VAWT

Turbinele eoliene verticale   urmeaza sa fie instalate pe mare in zona  Fos sur Mer Franta . Ferma de turbine verticale compusa din 13 turbine  va produce 26 MW .Constructia  este finantata de Comunitatea Europeana cu suma de 30.000.000 £.

 

Airfoil vs Cp

Influenta profilului aerodinamic ” airfoil ” asupra randamentului Cp a unei turbine VAWT

Fiecare profil aerodinamic ofera avantaje sau dezavantaje . (ex: Profilul care asigura o pornire usoara a turbinei nu obtine un randament al turbinei VAWT maxim si va opera la un TSR redus). Un studiu realizat de  American Institute of Aeronautics and Astronautics  demostreaza ca

profile aerodinamice

cp in functie de airfoil

Profilul airfoil NACA 0022 furnizeaza performate decente pentru VAWT .

O confirmare a acestei analize este realizata si folosind  si metoda de calcul prezentata in

http://vawt.ro/alegerea-profilului-aerodinamic-optim-pentru-performanta-maxima/

Referitor la familia NACA performanta maxima este atinsa pentru profilele 0015-0022. Profilul  aerodinamic simetric este de preferat pentru a obtine cp maxim pentru VAWT.Cp vs NACA

Cp vs NACA vs TSR

Numarul de pale turbina

Influenta numarului de pale asupra randamentului Cp a unei turbine verticale VAWT

In conditiile in care pastram latimea palei deci soliditatea turbinei VAWT va creste odata cu numarul de pale.

pale

O soliditate mare implica un randament scazut al turbinei dar un start usor la viteze mici ale vantului.

Optimul este atins pentru varianta cu 3 pale.

SOL VS tsr

Despre soliditate : http://vawt.ro/soliditatevawt/

 

Darrieus blade

Darrieus : un mod simplu si economic de a realiza o pala cu profil aerodinamic pentru o turbina H-rotor . De remarcat solutia  pentru startup adoptata .

Solutia pentru palele H-rotor se remarca prin simplitate si rezistenta.

 

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

VAWT Urban Green Energy

UGE vand cu succes in intreaga lume turbine eoliene verticale VAWT. Alaturi de Ropatec demonstreaza ca o solutie bazata pe VAWT poate fi eficienta. Turbinele pe care le construiesc sunt caracterizate prin o soliditate relativ mare deci un TSR mic Turbina HoYi! de 200w (D=0.8m, H=1.3m) are o valoare a soliditatii foarte mare ( 1.6) care influenteaza negativ randamentul turbinei dar asigura un start la viteze foarte mici ale vantului. Turbina incepe sa produca de la 2.5 m/s.

VisionAIR5 de 2.5kw (D=3.2m, H=5.2m) cu solidate de 0.66. Startul nu prezinta o problema pentru aceasta turbina. Turbina incepe sa produca de la 3.5 m/s.

VIsionAIR5-micro-wind-turbine

Filozofia de proiectare  UGE pentru VAWT este :

  • Turbine cu diametru mic (0.8-1.2m) = soliditate foarte mare >1 (startup excelent in vant slab), randament maxim la un TSR cuprins intre 1-1.2, profilul aerodinamic asimetric
  • Turbine cu diametru mare  = soliditate mare 0.5-0.6  ,startup asigurat, randament maxim la un TSR cuprins intre 1.6-2 .

 http://www.youtube.com/user/urbangreenenergy/videos

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical