بررسی تأثیر سرعت جریان آزاد باد بر عملکرد توربین باد محور عمودی مقیاس کوچک

Abstract

در تحقیق حاضر، تأثیر عوامل مختلف در شبیه‌ سازی جریان اطراف یک توربین باد محور عمودی نوع H با پره‌هایی از مقطع ایرفویل NACA0018 مورد مطالعه قرار گرفته است. تمامی محاسبات با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی و روش حجم محدود انجام شده‌اند. سرعت‌ های جریان باد 5، 10 و 15 متربرثانیه و نسبت سرعت نوک‌ های 3 و 5 مورد بررسی قرار گرفته اند. تمامی نتایج عددی با داده‌های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شده و تطابق خوبی را نشان می دهند. با توجه به نتایج به‌ دست‌ آمده، با افزایش سرعت جریان آزاد باد، ماکزیمم مقدار ضریب مومنتوم در زوایای بزرگ‌تری اتفاق می‌ افتد. همچنین با کاهش نسبت سرعت نوک، به دلیل نفوذ حجم هوای بیشتر به درون روتور، میزان نوسانات افزایش یافته و در نتیجه عمر مفید اجزای روتور و راندمان توربین باد کاهش می‌ یابد. همچنین، تأثیر نسبت سرعت نوک در راندمان توربین باد چشمگیرتر از تأثیر سرعت جریان آزاد باد می‌ باشد به‌ طوری‌ که با افزایش نسبت سرعت نوک از 3 به 5 در سرعت جریان باد ثابت 10 متربرثانیه، ضریب توان 87/81 % و با افزایش سرعت جریان آزاد باد از 5 به 10 متربرثانیه در نسبت سرعت نوک ثابت 3، ضریب توان 2/58 % افزایش می یابد.