۶-۱ نتیجه گیری

در این پژوهش با در نظر گرفتن خصوصیات اصلی توربین بادی ساونیوس با توجه به ابعاد تونل باد و همچنین کاربردی بودن در مناطق شهری و به ویژه در ساختمان ها طراحی و شبیه سازی شده است. توربین مذکور با قرار گیری در تونل باد مادون صوت مورد آزمایش قرار گرفت. جهت بررسی نحوه ی توزیع سرعت، فشار و تنش برشی شبیه سازی کامپیوتری به روش CFD با بهره گرفتن از مدل SST k-ω به انجام رسیده و به منظور تعیین صحت نتایج آن با نتایج تونل باد مقایسه شده است. نتایج اصلی پژوهش را می توان به صورت زیر عنوان نمود :
- با افزایش سرعت باد گشتاور توربین افزایش می یابد.
- تنش برشی با افزایش سرعت افزایش می یابد و در نزدیکی لبه های پره های توربین بیشتر است.
- تغییرات فشار استاتیک در قسمت گودی پره ها بیشتر است و با افزایش سرعت زاویه ای این افت فشار افزایش می یابد.
- مناسب‌ترین بازه عملکرد توربین ساخته شده در محدوده ۱.۱ مشاهده شد.
- آزمایش انجام شده بر روی توربین ساخته شده بیانگر این واقعیت است که روند نمودار ضریب توان بر حسب λ توربین تفاوت معنی داری با مقادیر بدست آمده از شبیه سازی کامپیوتری نداشته و در بیشترین حالت ۶ درصد اختلاف داشته اند که حاکی از دقت نتایج می باشد.

۶-۲ پیشنهادات

به منظور ادامه پژوهش‌ها در این راستا و انجام پژوهش‌های تکمیلی موارد زیر پیشنهاد می‌شود :

 

    • مطالعه تجربی و عددی تاثیر قطر و ارتفاع توربین ساونیوس بر میزان افزایش راه اندازی و ضریب توان.

 

    • ساخت نمونه‌ای از توربین‌های طراحی شده در مقیاس بزرگ‌تر و تولید برق از آن‌ها در محیط‌های شهری.

 

    • تحلیل عملکرد توربین طراحی شده با بهره گرفتن از روش‌های غیر CFD مانند BEM[41] ، [۴۲]DVM وMDS [۴۳] مقایسه دقت روش‌های مذکور با روش CFD.

 

      • تحلیل عملکرد توربین بادی بهینه به روش CFD و با بهره گرفتن از مدل‌های توربولانسی دیگر مانند k-ε و Reynolds stress model به منظور تعیین دقت مدل k-ω و انتخاب دقیق‌ترین مدل برای تحلیل این نوع توربین‌ها.

    دانلود پایان نامه - مقاله - پروژه

 

مراجع
[۱] World Wind Energy Report 2009 www.wwea.org.
[۲] United Nations Environment Program, “Global Trends in Sustainable Energy Investment”, ۲۰۰۹
[۳] American Wind Energy Association, “Global Wind Energy Market Report”,
http://www.awea.org/pubs/documents/globalmarket2003.pdf March 7, 2010.
[۴] Global Wind Energy Council, “Global Wind 2009 report”,
http://www.gwec.net/index.php?id=78 June 2010.
[۵] S. Eriksson, H. Bernhoff, and M. Leijon. “Evaluation of different turbine concepts for wind power” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 12, pp. 1419-1434,2008.
[۶] Golding, E. W., “The Generation of Electricity by Wind Power”, London E. & F. M. Spon Ltd, Halsted Press, 1976.
[۸] Global Wind Energy Council, www.gwec.net.
[۹] Betz, A., “Das Maximum der theoretisch moglichen Ausnutzung des Windes durch Windmotoren”, Zeitscrift fur das gesamte Turbinenwesen, Heft 26, Sept.26, 1920.
[۱۰] Manwell, J. F., McGowan, J. G., Rogers, A. L., “Wind Energy Explained; Theory, Design and Application”, John Wiley & Sons Ltd, 2002.
[۱۱] Savonius SJ. The S-rotor and its applications; Mech Eng, 53, 333–۸, ۱۹۳۱.
[۱۲] Gupta R, Das R, Sharma KK. Experimental study of a Savonius-Darrieus wind machine. In: Proceedings of the internationalconference on renewable energy for developing countries, 2006.

[۱۳] Debnath, B.K.; Biswas, A.; Gupta, R., “Computational fluid dynamics analysis of a combined three-bucket Savonius and three-bladed Darrieus rotor at various overlap conditions”. Journal of Renewable and Sustainable Energy, 1, 033110-14, 2009.
[۱۴] Betz, A., “Das Maximum der theoretisch moglichen Ausnutzung des Windes durch Windmotoren”, Zeitscrift fur das gesamte Turbinenwesen, Heft 26, Sept.26, 1920.
[۱۵] Manwell, J. F., McGowan, J. G., Rogers, A. L., “Wind Energy Explained; Theory, Design and Application”, John Wiley & Sons Ltd, 2002.
[۱۶] Menet JL. A double-step Savonius rotor for local production of electricity: a design study. Renew Energy ;29:1843–۶۲, ۲۰۰۴.
[۱۷] Akwaa, J. V., Vielmob, H.A., Petryb, A.P., A review on the performance of Savonius wind turbines; Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, 3054–۳۰۶۴, ۲۰۱۲.
[۱۸] B. Altan, M. Atılgan, An experimental and numerical study on the improvement of the performance of Savonius wind rotor, Energy Conversion and Management 49 (2008) 3425-3432.
[۱۹] M.H. Mohamed, G. Janiga, E. Pap, D. Thévenin, Optimal blade shape of a modified Savonius turbine using an obstacle shielding the returning blade, Energy Conversion and Management 52 (2011) 236–۲۴۲.
[۲۰] M. Kamoji, S. Kedare, S. Prabhu, Experimental investigations on single stage modified Savonius rotor, Applied Energy 86 (2009) 1064-1073.
[۲۱] T. Hayashi, Y. Li, Y. Hara Wind tunnel tests on a different phase three-stage Savonius rotor. JSME Int J, Ser B: Fluids Therm Eng, 48(1) (2005) 9-16.
[۲۲] Saha UK, Thotla S, Maity D. Optimum design configuration of Savonius rotor through wind tunnel experiments; J Wind Eng Ind Aerod,96,1359–۷۵, ۲۰۰۸.
[۲۳] N. Fujisawa, K. Ishimatsu, K. Kage, A comparative study of Navier-Stokes calculations and experiments for the Savonius rotor, Journal of Solar Energy Engineering 117 (1995) 344-346.
[۲۴] T. Kawamura, T. Hayashi, K. Miyashita, Application of the domain decomposition method to the flow around the Savonius rotor, In: Proc. of the 12th International conference on Domain Decomposition Methods, 2001, pp. 393-400.
[۲۵] R .Gupta, B. Debnath, R. Das, CFD analysis of a two-bucket Savonius rotor using Fluent package. In: Proc. of the European Wind Energy Conference, 2009.
[۲۶] Islam, M., Ting, D. S.-K. and Amir, F., “Aerodynamic Models for Darrieus-type Straight-bladed, Vertical Axis Wind Turbines”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 12, No. 4, pp. 1087-1109, 2008.
[۲۷] Sivasegaram, S. and Sivapalan, S., “Augmentation of Power in Slow-Running Vertical-axis Wind Rotors Using, Multiple Vanes”, Wind Engineering, Vol. 7, No. 1, pp. 12-19, 1983.
[۲۸] Takao, M., Maeda, T., Kamada, Y., Oki, M., Kuma, H., “A Straight-bladed Vertical Axis Wind Turbine with a Directed Guide Vane Row”, Proceedings of 5th Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference, San Diego,USA, Paper No. FEDSM2007-37422, 2007.
[۲۹] Kuma, H., Takao, M., Beppu T., Maeda, T., Kamada, Y, and Kamemoto, K., “A Straight-bladed Vertical Axis Wind Turbine with a Directed Guide Vane– Mechanism of Performance Improvement“, Proceedings of 27th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Estoril, Portugal, Paper No. OMAE2008-57233, 2008.
[۳۰] M. Hiroyuki Takita et al, Experimental study of a straight-bladed vertical axis wind turbine with a directed guide vane row , Proceedings of the ASME 2009 28th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, Honolulu, Hawaii, USA, OMAE2009 May 31 - June 5, 2009.
[۳۱] Guerri, O., Sakout, A., Bouhadef, K., “Simulations of the fluid flow around a rotating vertical axis wind turbine”, Source: Wind Engineering, v 31, n 3, May, p 149-163, 2007.
[۳۲] Fluent Inc., “FLUENT 6.3 User’s Guide,” September 2006.
[۳۳] Price, T., UK large-scale wind power programme from 1970 to 1990: the Carmarthen Bay experiments and the Musgrove vertical-axis turbines, Wind Engineering, 30(3):225–۴۲, May 2006.
[۳۴] Blocken, B., Stathopoulos T., Carmeliet J., CFD simulation of the atmospheric boundary layer: wall function problems, Atmospheric Environment, 41, 238-252, 2007.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...