Turbină eoliană hibridă (TEH) cu ax vertical – HYWINDT.

Partenerii implicați în realizarea proiectului de cercetare sunt Universitatea Politehnica din Bucuresti (UPB), SC Aeolus Energy International SRL (AEOLUS) și Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Inginerie Electrică (ICPE-CA).

Produsul final al proiectului este reprezentat de un model funcțional de GEH echipat cu sistem de gestiune a energiei, destinat pentru o turbină eoliană hibridă cu ax vertical, cu putere totală utilă (electrică si termică) de 3 kW.

Turbina eoliană hibridă (TEH) cu ax vertical se deosebește prin aceea că este concepută să producă simultan energie electrică și termică, utilizand un singur Generator Eolian Hibrid (GEH) ceea ce eolienele obișnuite produc doar energie electrică.

TEH putand fi utilizată ca surse de energie electrica si termică la randamente superioare al altor sisteme concurente, întrucât acestea pot fi puse în zone urbane sau în mediul rural, montate direct pe acoperișul clădirilor rezidentiale înalte sau comerciale, pe pereți laterali, la ferme mici, sere agricole, sau în vecinătatea lor având astfel pierderi termice minime.

GEH este un generator hibrid destinat sistemelor eoliene cu acționare directă cu ax vertical de turație redusă, de regulă sub 300 rpm. Generatorul primește putere mecanică pe la arbore și generează putere electrică și căldură. Mașina este alcătuită dintr-un Generator sincron cu Magneți Permanenți (GMP) pentru producerea de energiei electrică și un Sistem de Încălzire cu Magneți Permanenți (SIMP) pentru producerea de energie termică.

Conform raportului științific tehnic GEH prezintă mai multe avantaje în comparație cu generatoarele eoliene clasice precum:
– permite conversia energiei eoliene simultan în energie electrică şi termică cu un randament superior generatoarelor electrice clasice întrucât o mare parte a căldurii disipate în generator datorită pierderilor (pierderi în fier, pierderi Joule, pierderi prin curenţi turbionari în magneţi) este recuperată;
– dimensiuni de gabarit mai reduse decât în cazul generatoarelor electrice clasice (căldura datorată pierderilor este evacuată prin convecţie forţată, prin urmare dimensionarea generatorului permite adoptarea unor densităţi mai mari de curent, cu o scădere a dimensiunilor de gabarit);
– GEH poate fi utilizat ca sursă de energie electrică cât şi termică pentru diferite obiective
rezidenţiale sau industriale, fie în variantă independentă fie în combinaţie cu alte surse de energie (panouri fotovoltaice, panouri solare termice, pompe de căldură etc.);
– GEH prezintă o funcţionare robustă la viteze mari ale vântului întrucât frânarea turbinei eoliene se efectuează în mod natural datorită curenţilor turbionari induşi în serpentina generatorului;
– Gestionarea energiei termice este simplă (senzor de temperatură montat la ieşirea circuitului termic + controler + pompă); energia elecrică produsă este livrată în reţea utilizând un convertor electronic clasic specific sistemelor eoliene clasice;
– GEH permite obţinerea de energie electrică şi termică ieftină.
Așa după cum se observă în raporturile științifice tehnice a proiectului HYWINDT s-au atins integral toate obiectivele propuse în conformitate cu planul de realizare asumat.
În urma cercetărilor întreprinse în cadrul etapei curente a proiectului s-a realizat modelul experimental al GEH, respectiv a sistemului de gestiune a energiei, acestea fiind funcționale și testate experimental.
Activitatea de cercetare efectuată s-a concretizat de asemenea prin publicarea unui număr de 4 lucrări științifice care pot fi accesate mai jos.

Raport Stiintific Tehnic Etapa_I
Raport Stiintific Tehnic Etapa II
Raport Stiintific Tehnic Etapa III
Raport Stiintific Tehnic Etapa IV.

Resurse info:
Aeolus Energy – http://www.aeolusenergy.ro/index.html

Institutul National de Cercetare si Dezvoltare in Inginerie Electrica – http://www.icpe-ca.ro

Lista producătorilor de turbine eoliene mici și mijlocii.

Există un număr foarte mare de companii care se ocupă cu producerea turbinelor eoliene și echipamente pentru energie eoliană. Producătorii de turbine „mici” – de obicei de la 1 kilowatt la aproximativ 100 de kilowați. Lista de mai jos conține numai producătorii ale căror turbine sunt în baza noastră de date. Pe măsură ce turbinele sunt adăugate la baza de date, această listă a producătorilor se va extinde.

1. Aeolus wind energy Ltd. – http://www.windturbinestar.com/
2. Aventa Ltd; – http://aventa.ch
3. Bergey Wind Power; – http://bergey.com/
4. C&F Green Energy; – http://www.cfgreenenergy.com/
5. Enair; – https://www.enair.es
6. Ergycon; – http://www.ergycon.com/
7. Bornay; – https://www.bornay.com
8. Britwind; – http://www.britwind.co.uk/
9. Gaia-Wind; – http://www.gaia-wind.com/
10. Hummer Dynamo; – http://www.chinahummer.cn
11. Kestrel Wind Turbines; – http://www.kestrelwind.co.za/
12. Marlec Renewable Power; – https://www.marlec.co.uk/
13. Northern Power; – http://www.northernpower.com
14. Kingspanwind; – www.kingspan.com
15. QuietRevolution; – https://www.quietrevolution.com/
16. Temiskaming Independent Energy; – http://www.tempower.com/
17. UseTheWind; – http://www.usethewind.co.uk
18. Powerhouse Wind Ltd; http://www.powerhousewind.co.nz/
19. SouthWest Windpower; – http://www.windenergy.com/
20. Vergnet; – http://www.vergnet.co.uk/
21. Wind Energy Solutions BV; – https://windenergysolutions.nl/
22. Wind Spot turbines by SonkyoEnergy; – http://www.windspot.es/
23. Xzeres Wind; – http://www.xzeres.com/

Te rog să lași într-un comentariu mai jos să ne spui ce companie producătoare de turbine eoliene mici sau mijlocii ar trebui inclusă în baza noastră de date.

Cum se crează un profil aerodinamic.

Despre profilul aerodinamic și caracteristicile geometrice am descris în acest articol, modelele profilele aerodinamice parametrizate se găsesc în biblioteca cu peste 1500 profile aerodinamice pe pagina Software free, sau se pot găsi și în biblioteca Airfoil Tools aici.

Cum se obține un model de profil aerodinamic din Airfoil Tools, video.

Cum se obține un model de profil aerodinamic din Biblioteca de profile.
Metoda de obținere a unui profil aerodinamic din ahiva bibliotecii de profile este asemănătoare  metodei prezentate în videoclipul de mai sus.

Cum se obține un model de profil aerodinamic din programul Qblade.

Profil aerodinamic, caracteristici geometrice.

În tematica aerodinamică, profilul aerodinamic este forma transversală a aripii unui avion, sau a palei, unei elice, (elicei rotoarelor sau turbinelor) velei sau a altor proiecte hidroaerodinamice.

Un profil aerodinamic este o suprafață proiectată cu scopul de a ajuta ridicarea, controlul și propulsia unui avion sau unui rotor folosind curentul de aer, iar în cazul hidrodinamicii a fluxului de fluid. Căteva din cele mai cunoscute profile aerodinamice sunt: aripa, stabilizatorul orizontal, stabilizatorul vertical, palele, elicele, eleroanele, profundoarele, microvortexurile și elementele de direcționare, ele fac parte din diferite profile aerodinamice.

Corpul cu forma secțiunii de aripă, mișcânduse printrun flux de gaz sau fluid, crează o forță de ridicare, perpendicular pe direcția fluxului. Profilurile pentru viteze subsonice au o formă caracteristică cu o față rotunjită și cu margini ascuțite, adesea cu curbură asimetrică. Profilurile pentru viteze supersonice au muchii ascuțite pentru a reduce rezistența aripii și grosimi relativ mici (raportul de grosime a profilului coardă, este exprimat în procente). Este remarcat faptul că la vitezele subsonice de curgere a aerului în jurul părții principale forța portantă se crează în detrimentul unui vid peste profil (aceasta, în esență, explică o astfel de diferență în forma profilurilor pentru viteze sub- și supersonice).

Un profil care are o formă alungită de-a lungul curgerii, rotunjit în față spre fluxul frontal și marginea posterioară ascuțită, se numește profilul aripii. Un profil aerodinamic este conceput astfel încât să se asigure un raport optim între portanţa şi rezistenţa generate de interacţiunea acestuia cu un fluid. 

Profilul aerodinamic a aripilor este compus din următoarele caracteristici geometrice:

Profil aerodinamic, caracteristici geometrice

1. Axa de portanță nulă – Indică direcția unui curent de fluid pentru care rezultanta forţelor de presiune asupra profilului aerodinamic în direcţie perpendiculară pe această axă, este nulă. La o aripă de avion, în poziţia respectivă aripa nu oferă o forţă care să susţină avionul în zbor.
2. Bordul de atac – Este bordul din faţa profilului, definit drept punctul de tangenţă la profil al cercului cu centrul în bordul de fugă.
3. Cercul osculator din bordul de atac – cercul tangent la bordul de atac, cu raza determinată de curbura profilului în bordul de atac.
4. Grosimea profilului – Grosimea relativă a profilului este raportul dintre grosimea maximă și coarda profilului, exprimat în procente.
5. Săgeata profilului – distanţa maximă dintre linia de curbură medie şi coarda profilului.
6. Extradosul – Este faţa de deasupra a profilului unei aripi de avion. Fără a se face referire la poziţie, prin extrados se înţelege partea mai bombată a profilului, zona de portanță.
7. Bordul de fugă – este bordul din spatele profilului.
8. Linia de curbură medie (scheletul) – este linia trasată la mijlocul distanţelor dintre extrados şi intrados.
9. Intradosul – este faţa opusă extradosului, zona de împingere și tracțiune

Clasa densităţii energiei eoliene

Ca un ghid pentru dezvoltarea energiei eoliene, Departamentul de Energie din S.U.A. a definit o scară de putere eoliană în Atlasul Resurselor Eoliene a Energiei din Statele Unite, publicat în 1986.

Parcurile, fermele și obiectivele eoliene sunt estimate pe clase (de la 1 la 7), ceea ce reprezintă o densitate medie a puterii eoliene. De regulă, viteza vântului la o înălțime de 100 de metri deasupra solului este cu 20-30% mai mare decât la nivelul solului. În general, parcurile eoliene vor fi construite pe amplasamentele din clasa 3 și mai sus. Dezvoltarea eoliană comercială devine fezabilă în clasa 4 a energiei eoliene, unde viteza medie anuală constituie 5.6 – 6.0 m/s (12,5 – 13,4 mph).

Classes of wind power density

 

 

Parametrii tehnici ce caracterizează Turbina Eoliană.

Parametrii ce influențează și caracterizează Rotorul unei turbine eoliene sunt:
– randamentul aeromotorului;
– densitatea aerului [kg/m³];
– numărul de pale;
– diametrul palelor [m];
– pasul elicei;
– suprafața acoperită [m²];
– unghiul de înclinare a palelor;
– înălțimea pilonului [m];
– viteza nominală a vântului [m/s];
– turația nominală a rotorului [rot/min].

Parametrii ce caracterizează Generatorul asincron (MAS) sunt:
– numărul de poli ( de perechi de poli);
– puterea nominală [kW]
– turația nominală [rot/min];
– randamentul nominal;
– factorul de putere nominal cos 9N;
– cuplul electromagnetic [Nm];
– curentul statoric [A];
– tensiunea rotorică [V], doar dacă MAS este o MADA – acest tip de generator permite funcţionarea cu viteză variabilă, prin reglarea vitezei rotorului generatorului în funcţie de viteza vântului ;
– frecvența nominală [Hz];
– tensiunea nominală (de linie a statorului) [V];
– tipul de cuplare.

Sursa:

https://goo.gl/g3iuPS

Studiul aplicat al unei eoliene

Turbina eoliană Românească RolixWind realizată de compania – ROLIX.

Proiectul constă în construcția unei eoliene verticale VAWT, proiectarea este făcută în așa manieră, să permită utilizarea în orice zonă urbană sau rurală și să funcționeze optim în condițiile de vânt ale României, unde viteza medie a vântului este sub 7 m/s pentru mai mult din 60% din teritoriu.

Acest sistem se pretează atât la gospodăriile care sunt racordate la rețeaua electrică națională, cât și la gospodăriile care sunt conectate cu scopul de a reduce factura de energie electrică.

Turbinele realizate au o putere instalată între 3 și 10 Kw și pornesc la o viteză a vântului de 2,5 m/s (viteza nominală – 3 – 15 m/s, viteza maximă – 45 m/s). Instalația este prevăzută astfel încât dacă există viteza vântului mai mică decât valoarea constructivă de la care turbina eoliană produce curent atunci locuința este alimentată de la rețeaua electrică sau în unele cazuri de la panouri fotovoltaice dacă acestea sunt prevăzute. Pe măsură ce viteza vântului crește, energia furnizată de turbină alimentează locuința.

Turbina eoliană are următoarele Avantaje:

Factorii ce influențează eficiența Turbinei Eoliene. Factorii Extrinseci.

  Ca sursă de energie, vântul este mai puțin predictibil, spre deosebire, de exemplu ca și Soarele, dar în anumite perioade prezența vântului este întreaga zi. Asupra resursele de vânt influențează mai mulți factori imuabili cum ar fi: relieful Pământului, densitatea aerului, viteza vântului și prezența obstacolelor situate la o altitudine de până 100 de metri. Prin urmare, vântul este mai mult dependent de condițiile locale decât de energia soarelui. În mod firesc, cel mai mare potențial Eolian se observă pe coasta, pe dealuri și în munți. Cu toate acestea, există multe alte zone cu potențial eolian, suficient pentru utilizarea sa în industria eoliană.

Moară de vânt în Herne Bay UK

În regiunile muntoase, de exemplu, două sectoare pot avea același potențial solar, dar este posibil ca potențialul lor eolian să fie diferite, în primul rând din cauza diferențelor de topografie și direcția fluxurilor de vânt. În legătură cu această planificare locul pentru instalația de conversie a energiei vântului trebuie să se petreacă mai amănunțit, decât în cazul sistemelor cu panouri fotovoltaice. Energia vântului de asemenea este supusă schimbărilor meteorologice sezoniere. Instalația de conversie a energiei vântului lucrează mai bine în sezonul rece al anului și mai puțin eficient – în perioada caldă (în cazul panourilor fotovoltaice invers). Varianta optimală este de a combina într-un sistem unic Turbina Eoliană cu panourile fotovoltaice. Un astfel de sistem combinat ar asigura o productivitate mai înaltă a energiei electrice în comparație cu un sistem dispus separat.
Este important la fel de reținut că eficiența și cantitatea de energiei, care este produsă din vânt, depinde în principal de acești factori: randamentul maxim, densitatea aerului, suprafața ariei de maturare a rotorului și de asemenea cubul vitezei vântului.

Factorii ce influențează eficiența Turbinei Eoliene. Factorii Intrinseci.

 Caracteristicile energetice ale turbinelor eoliene sunt determinate prin măsurarea directă a puterii generate, se măsoară în Kw, producția anuală de energie, estimată în Kw/an și valoarea efectivă de energie produsă din capacitatea maximă de 100% din timp, este măsurată în %.
Eficiența turbinei eoliene, indiferent de dimensiunile lor va depinde de mai mulți factori care influențează direct creșterea eficienței sau micșorarea ei și putem să-i împărțim în două clase mari:

•   Factorii Intrinseci mă refer la valoarea parametrilor constructivi sau se mai poate de numit și factorii tehnologici variabili care influențează eficiența turbinei eoliene.
•  Factorii Extrinseci mă refer la principiile fizice valabile, factorii imuabili, la influența mediului, reliefului și fenomenelor naturale.

Turbine eoliene Românești – „REVIR”.

  Utilizarea energiei eoliene în prezent semnifică în primul rând, energia electrică non poluantă produsă la o scară semnificativă de „morile de vânt”, cele moderne fiind numite turbine eoliene, este un termen prin care se încearcă accentuarea similarității cu turbinele cu abur sau cele cu gaz, folosite pentru producerea electricității și totodată, pentru a face o distincție între vechea și noua lor destinație.
În prezent s-a adăugat un al doilea stimulent: tendința omenirii să producă energie electrică „curată” sau „verde” fără sau cu mici emisii de oxid de carbon.

Un nou model în prezentare aici pe blog este Turbina Eoliană – REVIR.
REVIR – Rotor Eolian pentru Vânt cu Intensitate Redusă.
Autor: Gheorghe Cristea – Institutul de Cercetare pentru Inginerie Electrică

Destinație
Turbina eoliană REVIR este destinată pentru a converti puterea vântului în special a celui cu intensitate redusă în energie mecanică de rotație.

Turbine Eoliene Românești.

  Odată cu creșterea tot mai mare a consumului de energie în gospodărie, ferme și industrie, inginerii caută permanent posibile soluții de acoperire a acestei nevoi. Una din resursele energetice naturale prezente în orice loc al planetei este vântul. Vântul este o soluție durabilă și o sursă regenerabilă de energie din abundență. Instalațiile care pot utiliza energia vântului sunt turbinele eoliene, la moment soluțiile constructive și eficientizarea acestor instalații sunt în continuă avansare pe aspect de cercetare și dezvoltare. Inginerii din romania sunt și ei puși pe căutarea de soluții potrivite pentru meleagurile noastre. Voi prezenta în continuare pe blog mai mute articole despre unele modele de turbine eoliene românești care pentru mine au trezit interes să le public aici,  în primul rând pentru ca să cunoaștem de ele iar în al doilea rând ar fi să îmbunătățim ceea ce avem.

Turbine eoliene Românești

1. Turbină eoliană cu acționare dublă sau cu rotoare contra rotitoare, Acronim DOUBLE T – VACS.

Coordonator: Institutul Național de Cercetare Dezvoltare pentru Inginerie Electrică ICPE – CA

Obiectivele proiectului aferent anului 2014 au constat în proiectarea ansamblului de turbină eoliană cu dublu efect, modelului experimental având o puterea utilă totală în regim de funcționare a generatorului electric care este egală cu 1,5 Kw pentru o viteză nominală a vântului de 10 m/s. Elementele principale de noutate ale turbinei – sa propus utilizarea a două rotoare eoliene coaxiale poziționate pe aceeași direcție, aceste două rotoare acționează simultan un generator electric construit special pentru acest scop.

Eoliana design 3D

Eoliana model prototip

În principal proiectul de dezvoltare a modelului experimental a prototipului de turbină eoliană cu dublu efect cu ax orizontal, s-a luat în considerare și analiza posibilităților de extindere a soluției cu două rotoare eoliene contra rotitoare la soluțiile constructive pentru turbinele cu ax vertical.

Conform acestui model sa obținut puteri electrice de ordinul a 30 W, pentru o viteză a vântului de 10 m/s.

Bibliografie
http://www.icpe.ro
http://www.icpe-ca.ro
Sistem de generare a energiei electrice utilizând turbina eoliană cu dublu efect, pentru asigurarea autonomiei energetice în aplicații specifice.

Obiectivele strategice a politicii energetice Europene.

Scopul politicii energetice UE este de a eficientiza maximal utilizarea resurselor energetice naturale și a potențialului sectorului energetic pentru o creștere economică durabilă, îmbunătățirea calității vieții populației și pentru a promova consolidarea poziției sale economice externe. Ordinile uniunii europene „cu privire la strategia energetică a UE pentru perioada de până în anul 2030”, definește scopurile și obiectivele de dezvoltare pe termen lung a sectorului energetic în perioada imediat următoare, prioritățile și orientările, precum și mecanismele politicii energetice a statului, în diferitele etape ale punerii sale în aplicare pentru a asigura atingerea obiectivelor stabilite.

Turbinele eoliene devin tot mai răspândite.

Când vine vorba de căutarea protecției mediului înconjurător, turbinele eoliene sunt un mod curat de a produce energie fără efecte de poluare precum sunt cauzate de combustibil. Este un mod sigur și sănătos pentru casele și fermele noastre, fără a distruge habitatele naturale și conservarea mediului pentru generațiile viitoare.
Turbinele eoliene în general reprezintă un generator de energie auto-alimentat care sunt acționate prin rotire de niște lame pentru a produce energie din vânt. Paletele se rotesc datorită cuplării cu vântul, ce rotește un ax și care este atașat la un generator, astfel această mișcare de rotație produce electricitate. Turbinele cu ax orizontal sunt de departe cele mai populare tipuri de turbine eoliene. Ele pot produce o cantitate destul de mare de energie în comparație cu alte tipuri de instalații. Turbine orizontale trebuie mereu să fie îndreptate spre vânt.
Turbine vin într-o varietate de dimensiuni și de putere energetică. Locul de amplasare este una din cheile principale pentru introducerea unei turbine eoliene, deoarece trebuiesc plasate în locul în care va obține cel mai înaltă putere de la vânt. Vârfurile dealurilor, crestele, amplasarea în apropiere de plaje, spații largi deschise, în locurile în care lipsesc blocajele de copaci și clădiri, acestea sunt cele mai bune locații, astfel încât să lipsească obstacolele și să fie o liberă deplasare a vântului. Anumite turbine mici pot fi utilizate pe bărci și nave maritime, în timpul deplasării în larg acestea sunt acționate de vânt și pot fi utilizate cu succes la producerea de energie electrică curentă necesară.
Unul dintre dezavantajele turbinelor eoliene care sunt mulți preocupați, este că acestea pot fi cu zgomot în timpul funcționării, dar cu tehnologia de azi și soluțiile tehnologice găsite sau dezvoltat forme constructive de turbine, care sunt mult mai silențioase în timpul funcționării. Turbinele eoliene au devenit mult mai populare și le poți vedea așezate dea lungul și dea latul zonelor rurale în special în zonele cu vânt intens.
Turbinele eoliene sunt un excelent mod de a reduce costurile ridicate a energiei electrice și de a alimenta o casă sau o fermă personală. Datorită progresele tehnologice turbinele eoliene devin cea mai răspândită modalitate de obținere a energiei electrice, nu doar pentru casele de la parter, dar, de asemenea, pentru clădirile din oraș. Turbinele eoliene sunt considerate o reînnoire economică al sectorului energetic care va contribui activ la conservarea mediului în care trăim pentru generațiile viitoare.

Eoliene Tarifa, Spania