مطالعه آیرودینامیک و بررسی اثر زبری سطح بر عملکرد توربین باد اینولاکس

Abstract

اخیرا، تلاش‌های گسترده‌ای برای بهبود استخراج انرژی باد و افزایش توان خروجی توربین‌های بادی انجام شده است. توربین‌های بادی از طریق عبور جریان هوا و چرخش پره‌ها، انرژی را استخراج و با استفاده از ژنراتور، برق تولید می‌کنند. در این میان، توربین‌های محفظه‌دار با هدایت جریان هوا از طریق محفظه‌ای طراحی‌شده به سمت پره‌ها، عملکرد بهینه‌تری نسبت به توربین‌های متداول دارند. توربین باد اینولاکس، یکی از این توربین‌های محفظه‌دار است که با استفاده از یک سیستم ورودی دایروی، جریان هوا را به سمت گلوگاه محفظه که محل قرارگیری توربین است، هدایت می‌کند و امکان استخراج کارآمدتر انرژی را فراهم می‌سازد. این پژوهش به مطالعه تجربی توربین باد اینولاکس باهدف بهبود عملکرد و افزایش بازدهی آن پرداخته است. جنبه‌‌ی کلیدی تحقیق، بررسی تأثیر افزودن زبری مناسب به دهانه ورودی محفظه برای بررسی عملکرد محفظه است. نتایج نشان می‌دهند که در حالت کلی، استفاده از محفظه اینولاکس علاوه بر مزیت ورودی 360 درجه و عدم وابستگی به جهت هوای ورودی، حداکثر افزایش سرعت 6/23 درصدی نسبت به سرعت جریان آزاد ارائه می‌دهد. بعلاوه افزودن زبری در ورودی محفظه، منجر به افزایش 7 درصدی سرعت موضعی هوا در گلوگاه محفظه اینولاکس و افزایش 6/3 درصدی در سرعت میانگین در مقطع محفظه نسبت به شرایطی در ورودی زبری حضور ندارد است. افزایش سرعت موجب بهبود عملکرد توربین مستقر در محفظه و افزایش بهره‌وری در استخراج انرژی شده است.