hrvatski

Numeričko modeliranje pri optimiranju vjetroturbina i vjetroelektrana

Korištenje vjetra kao obnovljivog izvora alternativne energije već je duže vrijeme prisutno u razvijenim zemljama. I u Republici Hrvatskoj dolazi do povećanja aktivnosti oko izgradnje novih vjetroelektrana ali i proizvodnje vjetroturbina. Da bi sama vjetroturbina postigla maksimalnu iskoristivost potrebno je za danu lokaciju (brzinu vjetra) odabrati optimalnu konstrukciju najvažnijeg dijela turbine, tj. rotora. Zbog toga se provodi optimiranje čitavog niza parametara kao što su broj lopatica i promjer rotora (brzohodnosti, odn. koeficijenta vršne brzine), duljine tetive profila, profila pojedinih presjeka lopatice, zakonitosti promjene koeficijenta snage, izlaznog brida lopatice, kuta zakreta profila, visine profila na gornjaci, itd. Vjetroelektranu, koju predstavlja polje vjetroturbina, nije dopustivo razmatrati kao skup pojedinačnih turbina s njihovim energetskim maksimumom, već kao cjeloviti prostor u kojem se koristi energija vjetra. Kada se govori o optimalnom iskorištavanju vjetropotencijala u vjetroelektrani, podrazumijeva se određivanje optimalnih jediničnih snaga vjetroturbina određenog tipa, njihov broj i raspored, kako bi njihov međusobni i utjecaj na okoliš bio minimalan obzirom na dopušteni zahvat u energiju vjetra. U cilju optimalnog korištenja vjetropotencijala aktuelna su eksperimentalna istraživanja. Eksperimentalna istraživanja podrazumijevaju laboratorijska istraživanja u zračnim tunelima tipa graničnog sloja. Takovo fizikalno modeliranje je izuzetno skupo. Danas se kao alternativa sve više koriste numeričke simulacije aerodinamskih pojava pomoću općih ili namjenskih aplikacijskih programa računalne mehanike fluida (CFD). Oni nakon validacije rezultata simulacije s dostupnim eksperimentalnim podacima, postaju pouzdan alat za optimizaciju kako konstrucije pojedinačnih vjetroturbina tako i vjetroelektrane. U ovom radu primjena numeričkog modeliranja bit će pokazana na vlastitom primjeru optimiranja konstrukcije rotora vjetroturbine. Radi boljeg razumijevanja tematike dan je kratki prikaz aerodinamike vjetroturbina, numeričkih metoda proračuna i eksperimentalnih istraživanja vrtložnih tragova vjetroturbina te metoda optimiranja vjetroturbina i vjetroelektrana.

vjetroturbina; vjetroelektrana; numeričko modeliranje; optimiranje

nije evidentirano