Оцінка впливу різних форм дахів на властивості потоку та ефективність малих вітрових турбін

Анотація

Малі вітрові турбіни можуть бути доповненням до фотоелектричних систем і викликати інтерес у зв’язку зі зростанням цін на енергію. Результати вимірювань показують, що деякі місця на будівлі та навколо неї не підходять для встановлення вітрових турбін, тоді як в інших спостерігається підвищений потенціал вітру. З технічної точки зору, через обмежений простір монтаж на даху є цікавою альтернативою вільному монтажу на щоглі. З цієї причини було виміряно вплив форми даху на потік на будівлі та за нею, а також досліджено ефективність двох різних типів невеликих вітрових турбін. У проекті оцінювали турбіни VertikonM з вертикальною віссю та гвинтоподібними робочими лопатками та вітряну турбіну Superwind 1250 з горизонтальною віссю та керуванням кроком відцентрової сили. Результати показали, що на двосхилих дахах на висоті втулки (7 м) спостерігається збільшення швидкості вітру в середньому на 0,2 м/с. Для порівняння, на плоских дахах на висоті втулки (7 м) спостерігається збільшення на 0,4 м/с. Що стосується ефективності турбін, то висока турбулентність на даху ніби нівелює цей ефект. Ефективність малої вітрової турбіни з горизонтальною віссю не збільшилася порівняно з двосхилим дахом і окремою щоглою. Для турбіни з вертикальною віссю між окремою щоглою та двосхилим дахом було досягнуто зростання потужності в 2,23 рази. Основною причиною збільшення потужності є вертикальний потік вітру над двосхилим дахом. Експеримент проводився в енергетичному дослідницькому парку Lichtenegg (Нижня Австрія), і його результати дозволяють краще визначити всі ефекти, які впливають на вихідну потужність турбіни.