بهبود عملکرد توربین بادی عمود محور با استفاده از تغییر مقاطع j شکل

در این پژوهش، عملکرد یک توربین بادی محور عمودی پره‏ مستقیم نوع داریوس با استفاده از پره‌های j شکل مورد بررسی قرار می‏گیرد. پره‌های j شکل به دلیل بهره‌گیری هم‌زمان از نیروهای برآ و پسا در سرعت‌های باد پایین عملکرد بهتری ارایه می‌دهند، از این رو پیش‌بینی می‌شود که استفاده از این پره‌ها گشتاور راه‌اندازی توربین را تا حد قابل قبولی تقویت و توان خروجی را بهبود بخشد. هدف اصلی در این پژوهش، یافتن مقطع j شکل بهینه برای دستیابی به بهترین منحنی عملکرد توربین است. به همین منظور شبیه‏سازی عددی روی یک توربین بادی محور عمودی با ظرفیت 3 کیلووات با پره‌های مختلف j شکل انجام شده است. این پره‌ها از مقاطع j شکل با حذف ناقص سمت فشار ایرفویل غیرمتقارن du 06-w-200 ایجاد می‌شوند. جهت شبیه‏سازی، از نرم‏افزار منبع‏باز اوپن‌فوم بهره گرفته شده است. مشاهده شد که حالت بهینه برای مقاطع j شکل، با حذف سمت فشار از محل بیشینه ضخامت ایرفویل مرجع ایجاد می‌شود و بیش‌ترین توان خروجی با استفاده از این مقطع بدست می‌آید. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از مقطع j شکل مشکل راه‌اندازی خودکار توربین را با تقویت گشتاور راه‌اندازی، به میزان قابل‌ملاحظه‌ای بهبود می‌بخشد. همچنین ارتعاشات و تنش‌های وارده بر مجموعه یاتاقان‌ها و محور دوران روتور با استفاده از مقطع j شکل کاهش می‌یابد و جریان حول توربین پایدارتر می‌شود.