بهبود عملکرد توربین بادی عمود محور با استفاده از تغییر مقاطع j شکل

در این پژوهش، عملکرد یک توربین بادی محور عمودی پره‏ مستقیم نوع داریوس با استفاده از پره های j شکل مورد بررسی قرار می‏ گیرد. پره های j شکل به دلیل بهره گیری هم زمان از نیروهای برآ و پسا در سرعت های باد پایین عملکرد بهتری ارائه می دهند، از این رو پیش بینی می شود که استفاده از این پره ها گشتاور راه اندازی توربین را تا حد قابل قبولی تقویت و توان خروجی را بهبود بخشد. هدف اصلی در این پژوهش، یافتن مقطع j شکل بهینه برای دستیابی به بهترین منحنی عملکرد توربین است. به همین منظور شبیه‏ سازی عددی روی یک توربین بادی محور عمودی با ظرفیت 3 کیلووات با پره های مختلف j شکل انجام شده است. این پره ها از مقاطع j شکل با حذف ناقص سمت فشار ایرفویل غیرمتقارن du 06-w-200 ایجاد می شوند. جهت شبیه‏ سازی، از نرم‏افزار منبع‏ باز اوپن فوم بهره گرفته شده است. مشاهده شد که حالت بهینه برای مقاطع j شکل، با حذف سمت فشار از محل بیشینه ضخامت ایرفویل مرجع ایجاد می شود و بیشترین توان خروجی با استفاده از این مقطع بدست می آید. نتایج نشان می دهند که استفاده از مقطع j شکل مشکل راه اندازی خودکار توربین را با تقویت گشتاور راه اندازی، به میزان قابل ملاحظه ای بهبود می بخشد. همچنین ارتعاشات و تنش های وارده بر مجوعه یاتاقان ها و محور دوران روتور با استفاده از مقطع j-شکل کاهش می یابد و جریان حول توربین پایدارتر می شود.