în cazul în care paletele turbinelor eoliene sunt plate, îndoite sau curbate

vântul este o resursă de energie gratuită, până când guvernele pun o taxă pe ea, dar vântul este, de asemenea, o sursă de energie foarte imprevizibilă și nesigură, deoarece se schimbă constant atât în forță, cât și în direcție. Deci, pentru a ne asigura că beneficiem la maximum de energia eoliană disponibilă, este important ca designul lamei turbinei eoliene să aibă o performanță optimă.

pentru a produce cantități utile de energie, turbinele eoliene trebuie, în general, să fie mari și înalte, dar pentru a funcționa eficient trebuie, de asemenea, să fie bine proiectate și proiectate, ceea ce le face și scumpe. Majoritatea turbinelor eoliene proiectate pentru producerea de energie electrică au constat dintr-o elice cu două sau trei lame care se rotește în jurul unei axe orizontale. Este evident să spunem că aceste elice, cum ar fi modelele de lame ale turbinei eoliene, transformă energia vântului în puterea utilă a arborelui numită cuplu.

acest lucru se realizează prin extragerea energiei din vânt prin încetinirea sau decelerarea vântului pe măsură ce trece peste lame. Forțele care încetinesc vântul sunt egale și opuse forțelor de ridicare de tip împingere care rotesc lamele.

la fel ca o aripă de avion, paletele turbinelor eoliene funcționează prin generarea de ridicare datorită formei lor curbate. Partea cu cea mai mare curbă generează presiune scăzută a aerului, în timp ce aerul de înaltă presiune sub împinge pe cealaltă parte a aerofoilului în formă de lamă. Rezultatul net este o forță de ridicare perpendiculară pe direcția de curgere a aerului peste lama turbinelor. Trucul aici este de a proiecta lama rotorului în așa fel încât să creeze cantitatea potrivită de ridicare a lamei rotorului și de împingere producând o decelerare optimă a aerului și, prin urmare, o eficiență mai bună a lamei.

dacă palele elicei turbinelor se rotesc prea încet, permite prea mult vânt să treacă netulburat și, prin urmare, nu extrage atât de multă energie pe cât ar putea. Pe de altă parte, dacă lama elicei se rotește prea repede, apare vântului ca un disc rotativ plat mare, ceea ce creează o cantitate mare de tracțiune.

apoi raportul optim de viteză a vârfului, TSR, care este definit ca raportul dintre viteza vârfului rotorului și viteza vântului, depinde de profilul formei lamei rotorului, de numărul de lame de turbină și de designul lamei elicei turbinei eoliene. Deci, care este cea mai bună formă și design de lamă pentru un design de lamă de turbină eoliană.

în general, paletele turbinelor eoliene sunt modelate pentru a genera puterea maximă din vânt la costul minim de construcție. Dar producătorii de lame de turbine eoliene caută întotdeauna să dezvolte un design mai eficient al lamei. Îmbunătățirile constante în proiectarea paletelor eoliene au produs noi modele de turbine eoliene care sunt mai compacte, mai silențioase și sunt capabile să genereze mai multă putere din mai puțin vânt. Se crede că prin curbarea ușoară a lamei turbinei, acestea sunt capabile să capteze cu 5 până la 10% mai multă energie eoliană și să funcționeze mai eficient în zone care au viteze ale vântului de obicei mai mici.

proiectarea lamei turbinei eoliene

deci, ce tip de formă a lamei ar produce cea mai mare cantitate de energie pentru o turbină eoliană – lamele plate sunt cel mai vechi design al lamei și au fost folosite de mii de ani pe morile de vânt, dar această formă largă plată devine din ce în ce mai puțin obișnuită decât alte tipuri de proiectare a lamei. Lamele plate împing împotriva vântului, iar vântul împinge împotriva lamelor.

rotația rezultată este foarte lentă, deoarece lamele care se rotesc înapoi pe cursa de sus după generarea puterii sunt în opoziție cu puterea de ieșire. Acest lucru se datorează faptului că lamele acționează ca niște palete uriașe care se mișcă în direcția greșită, împingând împotriva vântului, oferindu-le numele de lame de rotor pe bază de tragere.

cu toate acestea, modelele cu lame plate oferă beneficii semnificative pentru DIY ‘ er în comparație cu alte modele de lame eoliene. Paletele rotorului plat sunt ușor și ieftin de tăiat dintr-o foaie de placaj sau metal, asigurându-se că lamele au o formă și o dimensiune consistentă. Ele sunt, de asemenea, cel mai ușor de înțeles care necesită mai puține abilități de proiectare și construcție, dar eficiența și ușurința de a genera energie electrică este foarte scăzută.

lamele curbate sunt foarte asemănătoare cu o aripă lungă de avion (cunoscută și sub numele de aerofoil) care are o suprafață curbată deasupra. Lama curbată are aer care curge în jurul ei cu aerul care se deplasează peste partea superioară curbată a lamei mai repede decât o face sub partea plană a lamei, ceea ce face o zonă de presiune mai mică deasupra și, prin urmare, este supusă forțelor de ridicare aerodinamice care creează mișcare.

aceste forțe de ridicare sunt întotdeauna perpendiculare pe suprafața superioară a lamei curbate, ceea ce face ca lama să se deplaseze rotindu-se în jurul butucului central. Cu cât vântul suflă mai repede, cu atât mai multă ridicare este produsă pe lamă, prin urmare, cu atât rotația este mai rapidă.

avantajele unei lame curbate a rotorului în comparație cu o lamă plană este că forțele de ridicare permit vârfurilor lamei unei turbine eoliene să se miște mai repede decât se mișcă vântul generând mai multă putere și eficiență mai mare. Drept urmare, lamele turbinelor eoliene pe bază de ridicare devin din ce în ce mai frecvente acum. De asemenea, paletele de turbină eoliană din PVC de casă pot fi tăiate din țevi de drenaj de dimensiuni standard, având forma curbată deja încorporată, oferindu-le cea mai bună formă a lamei.

Curved blade Air Flow and Performance

dar lamele curbate suferă, de asemenea, de tragere de-a lungul lungimii sale, care încearcă să oprească mișcarea lamei. Trageți este, în esență, frecarea aerului împotriva suprafeței lamei. Tragerea este perpendiculară pe ridicare și este în aceeași direcție cu fluxul de aer de-a lungul suprafeței lamei. Dar putem reduce această forță de tracțiune prin îndoirea sau răsucirea lamei și, de asemenea, prin reducerea acesteia de-a lungul lungimii sale, producând cel mai eficient design al lamei turbinei eoliene.

unghiul dintre direcția vântului care se apropie și pasul lamei în raport cu vântul care se apropie se numește „unghiul de atac”. Pe măsură ce acest unghi de atac devine mai mare, se creează mai multă ridicare, dar pe măsură ce unghiul devine și mai mare, mai mare de aproximativ 20o, lama va începe să scadă ridicarea. Deci, există un unghi de înclinare ideal al lamei rotorului care creează cea mai bună rotație, iar paletele rotorului turbinei eoliene moderne sunt de fapt proiectate cu o răsucire de-a lungul lungimii lor, de la un pas abrupt la rădăcină până la un pas foarte superficial la vârful lor.

deoarece viteza la vârful unei lame rotative este mai rapidă decât este la rădăcină sau centru, palele rotorului moderne sunt răsucite de-a lungul lungimii lor cu între 10 și 20o de la rădăcină la vârf, astfel încât unghiul de atac scade de unde aerul se mișcă relativ încet aproape de rădăcina lor, până unde se mișcă mult mai repede la vârf. Această răsucire a lamei maximizează unghiul de atac de-a lungul lungimii, obținând cea mai bună ridicare și rotație.

în concluzie, o lungime a lamei rotorului turbinelor eoliene determină câtă putere eoliană poate fi captată pe măsură ce se rotesc în jurul unui butuc central, iar performanța aerodinamică a paletelor turbinelor eoliene este foarte diferită între o lamă plană și o lamă curbată. Lamele plate sunt ieftine și ușor de realizat, dar au forțe mari de tragere, ceea ce le face lente și ineficiente.

pentru a crește eficiența lamei turbinei eoliene, paletele rotorului trebuie să aibă un profil aerodinamic pentru a crea ridicarea și rotirea turbinei, dar lamele curbate de tip aerofoil sunt mai dificil de realizat, dar oferă performanțe mai bune și viteze de rotație mai mari, ceea ce le face ideale pentru generarea de energie electrică.

dar pentru a obține cel mai bun design pentru paletele turbinelor eoliene, putem îmbunătăți aerodinamica și eficiența și mai mult prin utilizarea paletelor rotorului răsucite, conice cu elice. Răsucirea lamei modifică unghiul vânturilor de-a lungul lamei cu efectul combinat de răsucire și înclinare a lamei de-a lungul lungimii sale îmbunătățește unghiul de atac crescând viteza, eficiența reducând în același timp rezistența. De asemenea, lamele conice sunt mai puternice și mai ușoare decât lamele drepte, deoarece stresul de îndoire este redus.

proiectarea lamei turbinelor eoliene este crucială pentru a face o turbină eoliană să funcționeze conform așteptărilor. Inovațiile și noile tehnologii utilizate pentru proiectarea lamei turbinelor eoliene nu s-au oprit aici, deoarece se consideră că noile formule și modele își îmbunătățesc zilnic performanța, eficiența și puterea.

pentru a afla mai multe despre „paletele turbinelor eoliene” și modul în care acestea funcționează ca parte a unui sistem de energie eoliană, Faceți clic aici pentru a comanda cartea Wind Power For Dummies de la Amazon astăzi și pentru a afla mai multe despre turbinele eoliene, energia eoliană și generatoarele eoliene pentru generarea propriei puteri libere.