skal vindturbinbladene være flate, bøyde eller buede

vinden er en fri energiressurs, til regjeringer legger en skatt på den, men vinden er også en svært uforutsigbar og en upålitelig energikilde, da den stadig endrer seg i både styrke og retning. Så for å sikre at vi får mest mulig ut av den tilgjengelige vindenergien, er det viktig at vindturbinbladets design er av optimal ytelse.

for å produsere nyttige mengder kraft, må vindturbiner generelt være store og høye, men for å jobbe effektivt må de også være godt designet og konstruert som gjør dem dyre også. De fleste vindturbiner designet for produksjon av elektrisitet har bestått av en propell med to eller tre blader som roterer rundt en horisontal akse. Det er åpenbart å si at disse propellene som vindturbinbladdesign konverterer vindens energi til brukbar akselkraft kalt dreiemoment.

dette oppnås ved å trekke ut energien fra vinden ved å bremse den ned eller senke vinden når den passerer over bladene. Kreftene som bremser vinden er lik og motsatt til thrust type løftekrefter som roterer bladene.

på samme måte som en flyvinge, fungerer vindturbinbladene ved å generere løft på grunn av deres buede form. Siden med mest kurve genererer lavt lufttrykk mens høytrykksluft under skyver på den andre siden av bladformet aerofoil. Nettoresultatet er en løftekraft vinkelrett på luftstrømmen over turbinbladet. Trikset her er å designe rotorbladet på en slik måte som å skape riktig mengde rotorbladløft og trykk som gir optimal retardasjon av luften og dermed bedre bladeffektivitet.

hvis turbinens propellblader roterer for sakte, tillater det for mye vind å passere uforstyrret, og dermed ikke trekke ut så mye energi som det potensielt kunne. På den annen side, hvis propellbladet roterer for fort, ser det ut til vinden som en stor flat roterende plate, noe som skaper en stor mengde dra.

da er det optimale tipphastighetsforholdet, TSR, som er definert som forholdet mellom rotorspissens hastighet og vindhastigheten, avhengig av rotorbladets formprofil, antall turbinblader og selve vindturbinens propellbladdesign. Så hvilken er den beste bladformen og designen for en vindturbinbladdesign.

generelt er vindturbinbladene formet for å generere maksimal effekt fra vinden til den minste byggekostnaden. Men vindturbin blad produsenter er alltid ute etter å utvikle en mer effektiv blad design. Stadige forbedringer i utformingen av vindblader har produsert nye vindturbin design som er mer kompakt, roligere og er i stand til å generere mer kraft fra mindre vind. Det antas at ved å svinge turbinbladet litt, kan de fange 5 til 10 prosent mer vindkraft og operere mer effektivt i områder som vanligvis har lavere vindhastigheter.

Vindturbinbladdesign

så hvilken type bladform vil produsere den største mengden energi for en vindturbin – Flate kniver er den eldste bladdesignen og har blitt brukt i tusenvis av år på vindmøller, men denne flate brede formen blir mindre vanlig enn andre typer bladdesign. De flate bladene skyver mot vinden, og vinden skyver mot bladene.

den resulterende rotasjonen er veldig treg fordi bladene som roterer tilbake på oppslaget etter å ha generert kraft, er i motsetning til effekten. Dette er fordi bladene opptrer som store årer beveger seg i feil retning, presser mot vinden gi dem navnet på dra-baserte rotorbladene.

flate bladdesign gir imidlertid betydelige fordeler for DIY ‘ er sammenlignet med andre vindbladdesign. Flate rotorblader er enkle og billige å kutte fra et ark av kryssfiner eller metall som sikrer at bladene har en konsistent form og størrelse. De er også de enkleste å forstå som krever mindre design og konstruksjon ferdigheter, men det effektivitet og enkel å generere elektrisk kraft er svært lav.

Buede kniver er svært lik en lang flyvinge (også kjent som en aerofoil) som har en buet overflate på toppen. Det buede bladet har luft som strømmer rundt det med luften som beveger seg over den buede toppen av bladet raskere enn den gjør under bladets flate side, noe som gir et lavere trykkområde på toppen, og derfor blir det utsatt for aerodynamiske løftekrefter som skaper bevegelse.

disse løftekreftene er alltid vinkelrett på det buede bladets øvre overflate som får bladet til å bevege seg rundt det sentrale navet. Jo raskere vinden blåser, jo mer løft som produseres på bladet, desto raskere blir rotasjonen.

fordelene med et buet rotorblad sammenlignet med et flatt blad er at løftekrefter gjør at bladtipsene til en vindturbin beveger seg raskere enn vinden beveger seg, og genererer mer kraft og høyere effektivitet. Som et resultat blir løftebaserte vindturbinblader blitt vanligere nå. Også, hjemmelaget PVC vindturbinblader kan kuttes fra standard størrelse avløpsrør har buet form allerede innebygd gi dem den beste blad form.

Buet Blad Luftstrøm og Ytelse

men buede blader lider også av å dra langs lengden som prøver å stoppe bladets bevegelse. Drag er i hovedsak friksjonen av luft mot bladoverflaten. Dra er vinkelrett På Løfte og er i samme retning som luftstrømmen langs bladoverflaten. Men vi kan redusere denne dra-kraft ved å bøye eller vri bladet og også avsmalnende det langs sin lengde produsere den mest effektive vindturbin blad design.

vinkelen mellom retningen til den motgående vinden og bladets tonehøyde med hensyn til den motgående vinden kalles «angrepsvinkelen». Da denne angrepsvinkelen blir større, opprettes mer løft, men når vinkelen blir enda større, større enn omtrent 20o, begynner bladet å redusere heisen. Så det er en ideell stigningsvinkel på rotorbladet som skaper den beste rotasjonen, og moderne vindturbinrotorblader er faktisk designet med en vri langs lengden fra en bratt tonehøyde ved roten til en svært grunne tonehøyde på spissen.

da hastigheten på spissen av et roterende blad er raskere enn det er ved roten eller senteret, blir moderne rotorblader vridd langs lengden med mellom 10 til 20o fra rot til spiss, slik at angrepsvinkelen minker fra hvor luften beveger seg relativt sakte nær roten, til hvor den beveger seg mye raskere på spissen. Denne bladvridningen maksimerer angrepsvinkelen langs lengden, og får den beste heisen og rotasjonen.

til slutt bestemmer en vindturbin rotorbladlengde hvor mye vindkraft som kan fanges når de roterer rundt et sentralt nav, og den aerodynamiske ytelsen til vindturbinblader er svært forskjellig mellom et flatt blad og et buet blad. Flatblader er billige og enkle å lage, men har høye dragkrefter som gjør dem sakte og ineffektive.

for å øke vindturbinbladets effektivitet må rotorbladene ha en aerodynamisk profil for å skape løft og rotere turbinen, men buede aerofoil-blader er vanskeligere å lage, men gir bedre ytelse og høyere rotasjonshastigheter som gjør dem ideelle for elektrisk energiproduksjon.

men for å oppnå det beste designet for vindturbinblader kan vi forbedre aerodynamikken og effektiviteten enda mer ved å bruke vridde, koniske rotorblader av propelltype. Twisting bladet endrer vindene vinkel langs bladet med den kombinerte effekten av kronglete og avsmalnende bladet langs lengden forbedrer angrepsvinkelen økende hastighet, effektivitet samtidig redusere dra. Også koniske kniver er sterkere og lettere enn rette kniver da bøyespenningen reduseres.

Vindturbinbladdesign er avgjørende for å få en vindturbin til å fungere i henhold til forventningene. Innovasjoner og ny teknologi som brukes til å designe vindturbinblad, har ikke stoppet her, da nye formler og design blir vurdert for å forbedre ytelsen, effektiviteten og effekten daglig.

for å lære mer om «Vindturbinblader» og hvordan de fungerer som en del av et vindkraftanlegg, Klikk Her for å bestille Din Vindkraft for Dummies bok Fra Amazon i dag og finn ut mer om vindturbiner, vindkraft og vindgeneratorer for å generere din egen fri kraft.