محاسبه، طراحی و تست توربین بادی 10 کیلو واتی

صنعت توربینهای بادی در جهان از سال 1973 و پس از بحران انرژی با سرعت شگرفی گسترش یافته است و این در حالی است که هنوز کمبود اطلاعات در زمینه توربینهای بادی و بخصوص دانش فنی آنها در ایران بسیار مشهود است . از آنجاییکه در طراحی یک توربین بادی، طراحی رتور بعنوان مهمترین و پیچیده ترین بخش در طراحی محسوب می گردد، در این پروژه نیز پس از تعیین توربین بادی محور - افقی بعنوان توربین مطلوب ، اقدام به طراحی مفصل و دقیق آئرودینامیکی پره های توربین بادی 10 کیلو واتی پروژه شده است . در این راستا، در ابتدا آئرودینامیک توربینهای بادی محور - افقی بطور مفصل مورد مطالعه قرار گرفته است و پس از آن گردابهای جریان در پشت رتور و اثرات آنها در روابط آئرودینامیکی حاکم بر رتور و مشخصه های هندسی در مقاطع مختلف پره ها مورد مطالعه وبررسی قرار گرفته اند. سپس با گزینش بهینه برای انتخابهای طراحی موثر در طراحی پره های رتور، توان روی شفت رتور توربین تعیین شده است . در ادامه نیز پس از مطالعه پیرامون پیش مخروطی کردن پره های توربین و اثرات آن بر طراحی رتور، و اصلاح کلیه روابط آئرودینامیکی حاکم بر رتور توربین با فرض زاویه بادی محور - افقی معرفی شده است . از این متد که در آن طول وتر و زاویه شیب پره در مقاطع مختلف ، بگونه ای تعیین می شوند که توان اخذ شده از باد همه جا در طول پره ماکزیمم شود، در قالب یک نرم افزار کامپیوتری برای طراحی پره های توربین بادی 10 کیلو واتی پروژه استفاده شده است . این نرم افزار امکان تعیین قطر رتور و سرعت دورانی آن و همچنینی کلیه مشخصات هندسی و آئرودینامیکی پره های طراحی شده را در تمام مقاطع پره فراهم می کند. همچنین در این پروژه با ارائه یک مدل مهندسی برای پره های رتور، با استفاده از تئوری المان پره کلاسیک و با در نظر گرفتن کلیه نیروهای آئرودینامیکی و غیر آئرودینامیکی اعمالی به این المان پره، معادلات دیفرانسیل کامل حاکم بر حرکتهای ارتعاشی flapping، lead-lag و feathering پره بدست آمده اند. سپس با انتخاب یک سری فوریه 3 ترمی بعنوان پاسخ این معادلات و تعیین ضرایب آن، پاسخ این معادلات نیز تعیین شده اند. در آخرین گام در پروژه، با استفاده از روابط اصلاح شده تئوری ممنتوم در قالب نرم افزار کامپیوتری، منحنی عملکرد رتور توربین بادی 10 کیلو واتی نیز رسم شده است .