مدل سازی و تحلیل عددی عملکرد توربین بادی vestas-v47 در یک مزرعه بادی نمونه مقیاس کوچک

در این مقاله ابتدا هندسه کامل توربین باد وستاس ایجاد گردیده و یک شبکه بی‌سازمان در اطراف پره‌های آن تولید شده است. با در نظر گرفتن توربین باد منفرد در ناحیه محاسباتی مفروض و سرعت ورودی m/s6/7، پروفیل‌های سرعت در پایین دست جریان استخراج شده و مشخص شد که بیشترین کاهش سرعت باد در عبور از توربین در ارتفاعی تقریبا برابر با ارتفاع پایه توربین اتفاق افتاده است. همچنین بهبود سرعت در فاصله‌ی 2 تا 6 برابر قطر روتور به مراتب از فاصله‌ی 10 تا 20 برابر قطر روتور بیشتر است، این کاهش سرعت با رسیدن به فاصله‌ی 10 برابر قطر روتور در پشت توربین 50‌% بهبود یافته و در فاصله‌ی 20 برابر قطر روتور همچنان قابل مشاهده است. مشخص شده است که تاثیر دنباله بر توربین‌های کناردست حداکثر به اندازه قطر روتور می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد در نهایت با توجه به پروفیل سرعت و بازده‌ بدست آمده از مزرعه بادی‌ مفروض می‌توان به این نتیجه رسید که فاصله‌ی مطلوب برای جانشینی توربین‌های دیگر، 5 برابر قطر روتور در پایین دست و 1/5 برابر قطر روتور از طرفین است.

Modeling and Numerical Analysis of Vestas-V47 Wind Turbine Performance in a Small Scale Wind Farm

In this paper, first the complete geometry of the Vestas wind turbine has been created, and an unstructured mesh around the blades is produced. Velocity profiles have been extracted by assuming a single wind turbine in the assumed computational area and inlet velocity of 6.7 m/s, and it was found that the maximum reduction in velocity has occurred at the nacelle height approximately. Also, velocity recovery at a distance of 2 to 6 times of rotor’s diameter (2D to 6D) is far greater than the distance of 10 to 20 times of the rotor’s diameter (10D to 20D). The velocity reduction has been recovered in 10D downstream of a wind turbine up to 50% and still exists in 20D downstream. It was shown that the wake effect occurs at a maximum distance of 1D besides the turbine. According to the results, the efficiency of the wind farm is 62.0263% if the distance between the turbines is 5D and the input speed to the computational area is 10 m/s. The calculated velocity profile and efficiency obtained from the assumed wind farm come to the conclusion that the optimal distance for placement of wind turbines is 5D downstream and 1.5D lateral.