التصميم والتحقق من معامل القدرة لشفرة توربين الرياح ذات المحور الأفقي صغيرة الحجم بثلاثة جنيحات هوائية مختلفة
DOI:
https://doi.org/10.36602/ijeit.v14i2.611الكلمات المفتاحية:
توربين رياح افقي، حجم صغير، اجنحة (اس 821, اس 819, اس 820)، تصميم الشفرة، نظرية زخم عنصر الشفرة، معامل القدرةالملخص
يستند هذا العمل الى دراسة تصميم شفرة توربين رياح ذات المحور الافقي صغير الحجم ومدمجة بثلاث جنيحات هوائية باستخدام نظرية زخم عنصر الشفرة. في هذه الدراسة تم تحليل الخصائص الديناميكية الهوائية للثلاث الجنيحات الهوائية المختلفة والموزعة على طول الشفرة للحصول على معاملات التصميم المثالية لشفرة توربين الرياح. تم تطبيق نظرية زخم عنصر الشفرة نفذت لتصميم شفرة توربين الرياح وحساب معامل القدرة لها. تقدم الورقة تصميم للشفرة بطول 6 متر وهذه الشفرة مدمجة بثلاثة أنواع من الجنيحات الهوائية اس 821, اس 819, اس 820 والتي تم توزيعها على مناطق الشفرة، منطقة جذر الشفرة، المنطقة الاساسية ومنطقة الطرف على التوالي. في تصميم الشفرة استخدمت تقنيات لخطية طول الوتر وزاوية الالتواء لتحسين اداء الشفرة. تم حساب معامل القدرة عند زاوية هجوم 5 درجات وذلك من خلال حساب معاملات الحث المحوري والزاوي لمقاطع الشفرة، وكانت النتيجة التي تم الحصول عليها لمعامل القدرة 44.42%, وهذه القيمة لا تشمل كفاءة المولد. لذا تتفق هذه النتيجة مع معامل القدرة المقدر لتصميم الشفرة، وهو 38.25%. وقد قدمت هذه الدراسة تنبؤا جيدا لمعامل القدرة، مما يحفز على مواصلة البحث في قطاع طاقة الرياح.
التنزيلات
المراجع
[2] Jinane Radi, Abdelouahed Djebli “Optimal Design of an Hhorizontal Axis Wind Turbine Using Blade Element Momentum Theory”, (ICEGC’2021), doi.org/10.1051/e3sconf/202233600008.
[3] Tamer Nabil, Mohamed Khairat Dawood, Tamer Mansour,“Design and Implementation of the Blades of Small Horizontal Axis Wind Turbine”, Journal of Renewable Energy and Environment (JREE): Vol. 5, No.2, (spring 2018) 41-51.
[4] Xiongwei Liua, Lin Wangb, Xinzi Tangb,“Optimized linearization of chord and twist angle profiles for fixed-pitch f ixed-speed wind turbine blades”, http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2013.01.036
[5] Md Mehedi Hasan , “Design and Performance Analysis of Small Scale Horizontal Axis Wind Turbine for Nano Grid Application.”, (2017). Electronic Theses and Dessertations. 1605, Georgia Southern University, https://digitalcommons.georgiasouthern.edu/etd/1605
[6] Osarobo Ighodaro, David Akhihiero, “Modeling and Performance Analysis of a Small HA wind Turbine.”, Osarobo Ighodaro Univ of Benin David Akhihiero West Virginia Univ.
[7] Esam A. A. Abu Baker, Iskandar S. Ishak, Tholudin M. Lazim, Mohamed M. Takeyeldein, Abul Bashar M. Abu Haider “Aerodynamic Performance Investigation of Small Horizontal Axis Wind Turbine with Multi-Airfoil Blade Profiles….”, Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences 103, Issue1 (2023), ISSN:2289-7879, P150-164.
[8] Vivekamanickam K. Venkateswaran, Unai Fernandez-gamiz, Koldo Portal-Peorras, Jesus M. Blanco, “Numerical Study on Aerodynamics of Small Scale Horizontal Axis Wind Turbine with Weibull Analysis”, (2024)14:26790, http://doi.org/10.1038/s41598-024-78503-2
[9] Robin Johny, David Solomon and Suresh Kumar, “Design Optimization and Aerodynamic PerformanceAnalysis of a Small Wind Turbine Blade.”, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), Volume-44, Number-1, February 2017, ISSN: 2231-5381.
[10] Xinzi Tang, Ruitao Peng, Xiongwei Liu, Anthony Ian Broad, ”Design and Finite Element Analysis of Mixed Aerofoil Wind Turbine Blades”, In: 7th PhD Seminar on Wind Energy in Europe, 27-28 October 2011, Delft University of Technology, Netherland.
[11] Mr. Manoj Kumar Chaudhary, Dr. Anindita Roy, “Design & Optimization of a Small Wind Turbine Blade for Operation at Low Wind Speed”, International Journal on Recent Technologies in Mechanical and Electrical Engineering (IJRMEE), March 2015, ISSN: 2349-7947, Volume: 2, P 056– 061.
[12] I. E. Commission. IEC 61400e2: wind turbinesepart 2: design requirements for small wind turbines. IEC; 2006.
[13] Mathew, S “Fundamentals Resource Analysis, and Economics.” (2006) Wind Energy, Vol. 1, Springer, Heidelberg.
[14] Somers, D. M. 1997, "Design and experimental results for the S809 airfoil", NREL/SR-440-6918 UC Category: 1213 DE97000206.
[15] Giguere, P., Selig, M. S., & Tangler, J. L. 1999, "Blade design trade-off using low lift airfoils for stall regulated HWATs", Journal of Solar Energy Engineerng, vol.121, pp. 217-223.
[16] Tangler, J. L., Somers, D. M., United States., National Renewable Energy Laboratory (U.S.), & Airfoils Incorporated. (1995). NREL airfoil families for HAWTs. Golden, Colo: National Renewable Energy Laboratory.
[17] "Wind Turbine Airfoils." Wind Turbine Airfoils. Web. 23 Nov. 2013, http://wind.nrel.gov/airfoils/
[18] Manwell JF, McGowan JG, Rogers AL. Wind energy explained. Wiley Online Library; 2002.
[19] Bossanyi E. GH bladed theory manual. GH & Partners Ltd.; 2003.
[20] Hti Lar Tun Kyi, Theingi, Khaing Thida, “Design Model of Horizontal Axis Wind Turbine Blade at Technological University (Thanlyin)”, International Journal of Science and Engineering Applications, Volume 7–Issue 06,94-100, 2018, ISSN:-2319–7560
التنزيلات
منشور
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 The International Journal of Engineering & Information Technology (IJEIT)
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
