Розробка вітрової турбіни з двома різнонаправленими вітровими колесами
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.299128Ключові слова:
вітровий пристрій, різноспрямовані вітрові колеса, зазор, лопаті, модель, швидкість вітруАнотація
Об’єктом дослідження є вітрогенератор із зустрічно обертовими лопатями. Особливістю такої конструкції є наявність двох вітрових коліс, які обертаються в протилежних напрямках. Вітрові колеса знаходяться на одній осі, між ними є певна відстань, яка визначається на основі даних досліджень. Проблемою сучасної вітроенергетики є низький діапазон робочих швидкостей вітру, слабка генерація при малих швидкостях вітру. Верхня межа швидкості становить 25 м/с, перевищення якої призводить до поломок різних вузлів вітрової станції, особливо це позначається на цілісності лопатей, розриві вітрового колеса, розтріскування металевих частин підшипників та їх кріплень. Представлений у статті вітрогенератор дозволяє досягти збільшення вироблення електроенергії на 50–70 %. Це досягається збільшенням відносної швидкості обертання ротора відносно статора. Тому навіть при низьких швидкостях обертання ротора відносно статора зростає, що призводить до збільшення вироблення електроенергії. У конструкцію пристрою входять: два вітрових колеса, одне передає своє обертання на статор, друге на вісь ротора, металева основа, струмоприймальний механізм. Для проведення досліджень використовували експериментальний макет і напівпромислову установку. Результати досліджень підтвердили теоретичне збільшення генерації електроенергії цією конструкцією. Особливість отриманих результатів пов'язана з визначенням відстані між двома вітровими колесами, оптимальна відстань між якими відповідає максимальному виробленню енергії. Відмінною особливістю отриманих результатів можна вважати збільшення кількості лопатей на другому вітровому колесі
Посилання
- Korobatov, D. V., Kozlov, S. V., Sirotkin, E. A. (2016). Historic and economic analysis of wind turbines and control systems. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE), 15-18, 54–66. https://doi.org/10.15518/isjaee.2016.15-18.054-066
- Koshumbaev, M., Issenov, S., Iskakov, R., Bulatbayeva, Y. (2023). Development of a vortex wind device. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (121)), 22–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.274199
- Kaіdar, А., Issenov, S., Sheryazov, S., Kislov, A., Antipov, P. (2022). Overview of wind turbine systems. The International Scientific Conference «22nd Satbayev Readings». Pavlodar, 169–180.
- Moghadassian, B., Rosenberg, A., Sharma, A. (2016). Numerical Investigation of Aerodynamic Performance and Loads of a Novel Dual Rotor Wind Turbine. Energies, 9 (7), 571. https://doi.org/10.3390/en9070571
- Rosenberg, A., Selvaraj, S., Sharma, A. (2014). A Novel Dual-Rotor Turbine for Increased Wind Energy Capture. Journal of Physics: Conference Series, 524, 012078. https://doi.org/10.1088/1742-6596/524/1/012078
- Pustynnikov, S. V. (2011). Pat. No. RU 2429375 C1. Two-rotor solenoid wind generator.
- Kaidar, A. B., Shapkenov, B. K., Kislov, A. P., Markovsky, V. P. (2015). New windwheels with improved energy indicators. Bulletin of PSU ENERGY series, 2, 46–52. Available at: https://vestnik-energy.tou.edu.kz/storage/journals/104.pdf
- Kaidar, A. B., Shapkenov, B. K., Issenov, S. S., Sheryazov, S. K., Antipov, P. A., Shishkin, A. V. (2023). Pat. No. 36163 KZ. Autonomous power supply system with controlled starting moment of the wind wheel. No. 2022/0073.
- Chen, J., Yin, F., Li, X., Ye, Z., Tang, W., Shen, X., Guo, X. (2022). Unsteady aerodynamic modelling for dual-rotor wind turbines with lifting surface method and free wake model. Journal of Physics: Conference Series, 2265 (4), 042055. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2265/4/042055
- Koehuan, V. A., Sugiyono, Kamal, S. (2017). Investigation of Counter-Rotating Wind Turbine Performance using Computational Fluid Dynamics Simulation. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 267, 012034. https://doi.org/10.1088/1757-899x/267/1/012034
- Ozbay, A., Tian, W., Hu, H. (2015). An Experimental Investigation on the Wake Characteristics and Aeromechanics of Dual-Rotor Wind Turbines. Volume 9: Oil and Gas Applications; Supercritical CO2 Power Cycles; Wind Energy. https://doi.org/10.1115/gt2015-43805
- Lee, S., Kim, H., Lee, S. (2010). Analysis of aerodynamic characteristics on a counter-rotating wind turbine. Current Applied Physics, 10 (2), S339–S342. https://doi.org/10.1016/j.cap.2009.11.073
- Maduka, M., Li, C. W. (2022). Experimental evaluation of power performance and wake characteristics of twin flanged duct turbines in tandem under bi-directional tidal flows. Renewable Energy, 199, 1543–1567. https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.09.067
- Erturk, E., Sivrioglu, S., Bolat, F. C. (2018). Analysis Model of a Small Scale Counter-Rotating Dual Rotor Wind Turbine with Double Rotational Generator Armature. International Journal of Renewable Energy Research, v8i4. https://doi.org/10.20508/ijrer.v8i4.8235.g7549
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Sultanbek Issenov, Pyotr Antipov, Marat Koshumbayev, Dauren Issabekov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
