طراحی توربین بادی محور عمودی فراساحلی با پره‌های متخلخل

تبدیل برق از باد به نیروی الکتریکی توسط توربین‌های بادی کوچک برای تولید برق کمک زیادی می‌کند. از آن‌ها می‌توان برای ساخت شبکه‌های مختلف از جمله شبکه‌های مستقل، متصل به شبکه و یکپارچه استفاده کرد. با توجه به اندازه و محل نصب، توربین‌های بادی کوچک برای کاربرد در جریان‌های رینولدز کم مناسب است. با هدف توسعه یک توربین بادی محور عمودی دریایی با پره متخلخل در این پژوهش، شبیه‌سازی‌هایی بر روی ایرفویل‌های مختلف پروفیل‌های naca سری 4، سری 5 و selig در اعداد مختلف رینولدز 60000، 100000 و 140000 با استفاده از مدل استریم تیوب دوتایی چندگانه با تصحیح افت نوک انجام شد. علاوه بر مشخصات پره، پارامترهای طراحی توربین مانند نسبت ابعاد و نسبت استحکام نیز با تغییر ارتفاع و وتر پره بررسی شد. این مقاله تحلیلی را برای طراحی یک توربین بادی محور عمودی سه پره برای افزایش عملکرد آیرودینامیکی آن از نظر ضریب توان ارائه می‌کند. رویکرد لوله جریان چندگانه دوگانه (dmst) با در نظر گرفتن تصحیح تلفات نوک، یک روش موثر پیش‌بینی عملکرد دقت مرتبه پایین‌تر برای تجزیه و تحلیل طیف گسترده‌ای از طراحی‌های توربین به شیوه‌ای مقایسه‌ای با هزینه محاسباتی قابل‌توجهی کم‌تر است. این مطالعه ایرفویل seligs1046 را برای آزمایش‌های تونل باد در اعداد وتر هدف رینولدز در محدوده رینولدز ذکر شده مناسب نشان داد. نسبت ابعاد در اعداد مختلف رینولدز، در نسبت ابعاد 1.0 در اعداد رینولدز کم‌تر و همچنین بالاتر در محدوده خوبی از tsr مناسب‌تر می‌باشد. همچنن نسبت استحکام 0.17 برای افزایش عملکرد توربین در محدوده آزمایش شده مناسب است.

design of offshore vertical axis wind turbine with porous blades

converting electricity from wind to electric power by small wind turbines (swts) a lot helps to produce electricity. they can be utilized to generate different networks, including independent, connected and integrated networks. due to the size and installation location, swts are suitable for use in low reynolds numbers (re). with the aim of developing a marine vertical axis wind turbine (vawt) with a porous blade in this research, simulations on different airfoils of naca 4 digit, series 5 digit, and selig profiles at different re values of 60,000, 100,000, and 140,000, using the double multiple stream tube (dmst) with loss correction. in addition to blade specifications, turbine design parameters such as aspect ratio (ar) and solidity (σ) were also investigated by changing blade height and pitch. this paper presents an analysis for the design of a three bladed vawt to increase its aerodynamic performance in terms of power performance (cp). the dmst approach, considering tip loss correction, is an effective lower order accuracy performance prediction method for analyzing a wide range of turbine designs in a comparative manner with significantly lower computational cost. the study illustrated that the selig s1046 airfoil to be suitable for wind tunnel tests at target chord re in the specified re range. the ar in different re is more appropriate in the ar of 1.0 in lower and higher re in a good range of tsr. besides, the σ of 0.17 is suitable for increasing the turbine performance in the tested range.