زاويه حمله بهينه براي پره پيچيده نشده توربين بادي

Optimized attacking angle for fixed-pitch of wind turbine blade

شبيه¬سازي عددي توربين¬هاي بادي محور افقي براي يك BLAD (پره) همراه با NOSE(دماغه) جهت تعيين زاويه بهينه حمله اي كه بيشترين توان خروجي را توليد ميكند ، انجام شده است ، در اين مقاله زواياي بهينه پره در سرعتهاي مختلف باد كه بيشترين راندمان را ايجاد كند مورد بررسي قرار ميگيرد. معادلات حاكم نيز معادلات ناويراستوكس و بقاي انرژي است. براي شبيه سازي هندسه توليد شده در نرم افزار GAMBIT براساس توربين بادي مدل V47-660 KW طراحي شده توسط شركت وستاس را مورد مطالعه قرار داده ايم. علت انتخاب اين مدل استفاده بخش اعظم نيروگاههاي بادي ايران از اين مدل است كه قطر روتور سه پره اي آن 47 متر و طول هر پره 23 متر است. هندسه توليد شده نيز در محيط ICEM مش بندي شده است. در شبيه سازي انجام شده سرعتهاي باد 6،9،12،15،18 متر بر ثانيه و زائيه پيچش پره ها 14،11،8،5،2،-1.5 درجه لحاظ گرديده است كه اين زوايا حداقل و حداكثر زاويه پيچش ممكن مدل ياد شده را طبق دستوالعمل شركت سازنده توربين در بر ميگيرد .

The numerical simulation of horizontal axis wind turbines (HAWTs) with untwisted blade was performed to determine the optimal angle of attack that produces the highest power output. The numerical solution was carried out by solving conservation equations in a rotating reference frame wherein the blades and grids were fixed in relation to the rotating frame. Computational results of the 12_x0002_ pitch compare favorably with the field experimental data of The National Renewable Laboratory (USA), for both inviscid and turbulent conditions. Numerical experiments were then conducted by varying the pitch angles and the wind speeds. The power outputs reach maximum at pitch angles: 4.12_x0002_, 5.28_x0002_, 6.66_x0002_ and 8.76_x0002_ for the wind speeds 7.2, 8.0, 9.0 and 10.5 m/s, respectively. The optimal angles of attack were then obtained from the data.