Експериментальне підтвердження математичної моделі вітротурбіни ВЕУ

Автор(и)

  • Д. В. Тугай ХНУМГ ім. О.М. Бекетова
  • П. Дмітрієв
  • С. І. Корнелюк ХНУМГ ім. О.М. Бекетова

Ключові слова:

аеродинама, вітрова турбіна, лопать, математична модель, алгоритм розрахунку, експеримент, логер

Анотація

Експериментальне підтвердження математичних моделей, це один з аспектів наукового процесу. У даній статті розглянута постановка експерименту з вітряною турбіною, яку побудовано з використанням математичної моделі, описаній в [7, 9] і реалізованої у вигляді програмного комплексу "Аеродинама" [8].

Програмний комплекс "Аеродинама", реалізує розрахунок згідно "Теорії реального вітряка" представленої проф. Г.Х. Сабінін в [9]. Згідно результатів розрахунку було отримано геометричні параметри турбіни, а також отримані конструкторські креслення. Далі було виготовлено та встановлено в реальних природних умовах фізичну модель вітротурбіни. Для ВЕУ було обрано та виготовлено генератор на постійних магнітах, потужністю 400 Вт. ККД генератора прийнято 80%. Для ротора ВЕУ використовувався трилопатевої гвинт з профілем лопатей BRUXEL 36. Середньорічна швидкість вітру прийнята як 3,5 м/с, а максимальна - 25 м/с.

Для контролю показників ВЕУ, було розроблено логер на базі плати мікроконтролера Arduino Nano версії 3.0 і набору декількох датчиків. А саме датчика Хола KY-003 Hall, датчика ACS712 30А і датчика DS18B20. Швидкість вітру вимірювалася за допомогою аналогового анемометра з електромагнітної системою, і контролювалася за рівнем напруги на виході. Поточні дані збиралися на карті пам'яті і дублювалися на дисплей. Крок вимірів - 1 сек. Відстежувалися такі дані: швидкість вітру; оберти робочого вала ВЕУ; напруга на виході блоку випрямляча; струм на виході випрямляча; потужність і температура генератора.

Зібрані дані було імпортовано в програмний комплекс MS EXCEL. Результати обробки даних представлено у вигляді графіків.

Отримані експериментальні дані підтверджують точність алгоритму, обраного для розробки математичної моделі

Посилання

Y. Shefter, “Wind power units”, Moscow: Mechanical engineering, p. 49, 1972.

J. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers “Wind Energy Explained:Theory, Design, and Application Second Edition”, John Wiley & Sons, Ltd, p. 689, 2009.

Y. Fateev “Wind engine and wind turbine”, OGIZ-SELKHOZGIS, p. 79, 1948.

A. Yakovlev, М. Zatuchnaya, V. Merkushev and V. Pashkov, “Calculation and design of wind power installations with a horizontal-axis wind turbine and a permanent-magnet synchronous generator”, Tutorial on course design, Kharkiv: National Aerospace University “Khark. Aviat. Un-ty”, p, 125, 2003.

V. Krivtsov, А. Oleynikov, А. Yakovlev “Inexhaustible energy Book 1 Wind power generators”, Coursebook, Kharkiv: National Aerospace University “Khark. Aviat. Un-ty”, Sebastopol: Sebast. nat. tech. Un-ty, p. 400, 2003.

A. Yakovlev, M. Zatuchnaya, “Construction of power characteristics of wind turbines with optimal profiles of working blades”, Renewable energy of the XXI century: materials of the 10th anniversary international scientific conference, Crimea, Mykolaivka, 14–18 Sept. 2009, pp. 255–260, 2009.

S. Korneliuk. “Aerodinama – mathematical model of the wind turbine WPI”, “Lighting engineering and electric power” №3 (50) 2017. pp. 42 – 48, 2017.

S. Korneliuk “Aerodinama” [Electronic source] – URL: https://seiger.pp.ua/aerodinama/847ec82302afca5ffb262d0d38d63ff9

Sabinin G.KH. The problem of using wind energy. Part 6. Theory and aerodynamic calculation of windmills. Proceedings Central Aerohydrodynamic Institute issue number 104-Moscow, 1931. - P. 70

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-01-24

Як цитувати

Тугай, Д. В., Дмітрієв, П., & Корнелюк, С. І. (2020). Експериментальне підтвердження математичної моделі вітротурбіни ВЕУ. Світлотехніка, 2(55), 68–72. вилучено із https://lepe.kname.edu.ua/index.php/lepe/article/view/420

Номер

Том 2 № 55 (2019): Свтлотехніка та електроенергетика

Розділ

Статті

Ліцензія

   Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).