+ All Categories
Home > Documents > Eoliana de Mica Putere

Eoliana de Mica Putere

Date post: 02-Jun-2018
Category:
Upload: andreeabcatalina
View: 279 times
Download: 4 times
Share this document with a friend

of 61

Transcript
  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    1/61

    CUPRINS

    Capitolul 1. Stadiul actual n dezvoltarea turbinelor eoliene i identificarea

    obiectivelor referitoare la turbinele eoliene de mic putere 1.1.Energia eolian 1.2. Variaia vitezei vntului n Europa i n Romnia

    1.2.1. Sistemele de conversie a energiei eoliene1.2.2. Clasificarea sistemelor de conversie a energiei eoliene

    1.3. Turbine eoliene de mic putere 1.3.1. Turbine eolienede mic putere cu ax vertical

    1.3.2. Turbine eoliene de mic putere cu ax orizontal

    Capitolul 2. Conceperea rotorului turbinei eoliene de mic putere

    2.1. Conceptul general al rotorului turbinei eoliene2.2.Conceptul palelor

    2.2.1. Materialele din care sunt realizate profilele de pal 2.2.2. Definirea profilelor de pal propuse

    2.3. Optimizarea conceptual a obadei turbinei eoliene

    Capitolul 3. Model de calcul pentru ncrcarea palelor turbinei eoliene siverificarea rezistenei palelor

    3.1. Modelarea ncrcrii unei pale

    3.2. Analizadeformaiilor i tensiunilor din palele rotorului prin MEF

    Capitolul 4. Conceperea i realizarea standului experimental i a programului de

    testri

    4.1. Structura standului4.2. Programul de testri

    ConcluziiBibliografie

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    2/61

    Capitolul 1 Stadiul actual n dezvoltarea turbinelor eoliene i identificareaobiectivelor tezei referitoare la turbinele eoliene de mic putere

    1.1. Energia eolian

    O surs important de energie,folosit nc din antichitate, este energia eolian generat prin nclzirea inegal a straturilor de aer

    Fig. 1.1. Schema distribuiei radiaiei solare n atmosf er, prelucrare Masa de aer rece cu presiune ridicat se ndreapt spre zonele mainclzite unde presiunea

    este mai redus Micrile aerului pot fi: orizontale, verticalei nclinate; micarea orizontal iaproximativ orizontal (a aerului) este numit vnt, iar micrile pe vertical i nclinate aleaerului se numesc cureni.

    1.2. Variaia vite zei vntului n Europa i n Romnia

    O hart a energiei vntului n Europa a fost dat de Department of Civil and Environmental

    Engineering, Stanford University, California, USA , n anul 2010, conformcreia, cel mai mare potenial eolian din Europa seafl n zona nordic a Franei, Belgiei, Germaniei, Spaniei, Olandei,Marii Britanie i a Danemarcei.

    ara noastr , situat ntr-o zon de interferen a maselor de aer cu contraste termobariceridicate, dispune n ansamblu de un potenial energetic eolian bun. Configuraia reliefului, carecompartimenteaz teritoriulrii, imprim modificri evidente ale vitezei vntului de la o regiune laalta, determinnd o repartiie neuniform a sa.

    O hart a potenialului eolian a fost publicat de ICEMENERG n anul 2007 (fig. 1.2), dincare se pot trage unele concluzii privind eventualele amplasamente ale turbinelor eoliene: n zonele

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    3/61

    3

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    4/61

    4

    muntoase nalte viteza medie a vntului este de peste 8,5 m/s; n zona Mrii Negre cti aLitoralului viteza medie a vntului este de peste 7-8 m/s.

    Fig. 1.2. Viteza vntului n Romnia

    Pentru a se putea indentifica tipul de sistem performant, capabils funcioneze la vitezereduse ale vntului s-a determinat media numrului de ore/lun cu vnt pentru zonaBraov, pe perioada anilor 2009, 2010, 2011i 2012.

    n funcie de aceste valori s-a calculat numrul de ore/an cu vnt 0-2 m/s, 2-3 m/s, 3-4 m/s.n fig. 1.3. sunt reprezentate mediilei procentul orelor anuale cu vnt, specific zonei ColineiUniversitii.

    n concluzie, n zona analizat putem spunec, de regul viteza vntului este sub 2 m/s (81-83% din timp), n timp ce viteze superioare la 2 m/s sunt n procente foarte mici (16-18%).

    Ca urmare, folosirea de centrale eoliene n astfel de zone devineeficient dac ele nceps funcioneze la capacitate proiectat nc de la aceste viteze mici ale vntului.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    5/61

    5

    . 1.3. Mediile procentuale ale orelor anuale cu vnt pe perioada 2009-2012

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    6/61

    6

    M ori de vnt

    Ir iga ii

    Vase pentr unavigaie

    Turbine eoli ene (Generatoreoli an, Aerogenerator ,

    Conver tor eoli an)

    I ndependentede reeauaelectric

    Legate lareeauaelectric

    1.2.1. Sisteme de conversie a energiei eoliene n fig.1.4. se prezint schema privind conversia energiei eoliene n energie mecanic i

    electric, cu evidenierea unor aplicaii reprezentative.Energiaeolian s-a folosit de mii de ani; la nceput energia mecanic preluat de la vnt era

    folosit de vasele de navigaie, pentru pomparea apei, pentru irigaii i de morile de vnt pentrumcinarea grnelor..

    Mai trziu aceast energie mecanic s-a transformat n energie electric cu ajutorulturbinelor eoliene (morile de vntmoderne) care puteau fi legate la reeaua de curent electric.

    Energia eolian

    Energia mecanic

    Energia electri c

    Fig. 1.4. Schema conversiei energiei

    1.2.2. Clasificarea sistemelor de conversie a energiei eoliene

    Sistemele carerealizeaz conversia energieieolian n energie electric sunt turbinele eoliene.Elese clasific n funcie de poziia axului, astfel:

    1) Turbine eoli ene cu ax orizontal , au axul rotorului aezat pe orizontal. n prezent sunt celemai variate din punct de vedere constructivi cele mairspndite. Acestea pot avea de la 1 pn la 18 pale, cele cu una,dou i trei pale sunt turbine rapidei cu pale multiple, (maimult de 3 pale) sunt turbine lente (fig. 1.5)

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    7/61

    7

    Fig. 1.5. Clasificarea turbinelor eoliene cu ax orizontal, a o pal, b dou pale, c trei pale,

    d cu pale multiple

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    8/61

    8

    2) Turbine eoli ene cu ax vertical , au axul rotoruluiaezat pe vertical. Cele mairspnditesunt turbinele Darrieus, Savonius, Musgrove, Evence cu dou sau trei pale subiri

    aerodinamice ncastrate de un ax vertical,i Savonius cu dou pale cu profil aerodinamicfixate de axul vertical. Avantajul lor este n principal acela c rotorul acestora nu trebuieorientat dup vnt (fig. 1.7). Dezavantajul lor este c nu pot fi amplasate pe stlpi lanlime, ca urmare beneficiaz de vntul de la nivelul solului pn la 50m nlime.

    Fig. 1.7. Clasificarea turbinelor eoliene cu ax vertical, a Darrieus, b Savonius, c Evence,d - Musgrove

    Turbinele eoliene se clasific dup puterea electric furnizat, astfel: Turbine de putere mic (sub 100kW) utilizate n general pentru uz casnic, agricol, etc.; Turbine de putere medie i ma re (peste 100kW) utilizate pentru furnizarea energiei

    electricen reea

    1.3. Turbine eoliene de mic putere Turbinele eoliene de mic putere aufost i sunt folosite pentru necesitile energetice proprii

    ale consumatorilor. Datorit costului redusi al modului dentreinere uor, comercializarea lor seextinde din ce n ce mai mult, fiind utilizate pentru alimentarea cu energie electric a utilizatorilorizolai, care nu sunt conectai la reeaua de energie electric sau pentru funcionaliti diverse nmediul construit.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    9/61

    9

    O turbin eolian de mic putere se definete ca un sistem de conversie al energieimecanice, preluat de la vnt, n energieelectric, cu putere de pn la 100 de kW

    1.3.1. Turbine eoliene de mic putere cu ax ori zontal Turbinele eoliene cu ax orizontal exist ntr-o varietate larg de soluii constructivei sunt

    caracterizate printr-un coeficient de putere apropiat de limita lui Betz (0,593). Aceste turbine au fost printre primele soluii utilizate pentru satisfacerea nevoilor personalei ale comunitii. Astzi suntutilizate din ce n ce mai mult, datorit eficienei mrite a conversiei energiei electrice n comparaiecu turbinele eoliene de mic putere cu ax vertical.

    Axul principal al rotorului turbinelor de acest tip este poziionat pe orizontal, astfel nct palele rotorului s fie perpendiculare pe acesta. Turbina eolian este orintat n amonte, adic cuvnt ascendent, din faa turbinei, palele sunt rigide, iar rotorul este orientat pe direcia vntului.

    Prile componente ale acestor turbine sunt prezentate n figura 1.34. n tabelul 1.10. sunt prezentate n detaliu parile componente

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    10/61

    10

    Fig. 1.8.Prile componente ale turbinelor eoliene de mic putere cu ax orizontal Tabel 1.1

    Nr.crt

    Pr icomponente

    Descriere

    1 Rotor

    Rotorul este format din arborele principali pale. Palele sunt n general nnumr de trei, sunt realizate din compozite armate cu fibr de sticl, mase plastice, metal sau lemni sunt de form aerodinamic. Supr afaa acoperit de pale ntr-o rotaie complet determin puterea generat de sistem. Arborele

    2

    Generator/

    alternator

    Generatorul/alternatorul este cuplat direct de arborele principal al turbineii, la

    rotirea rotorului produce energie electric. Dac sistemul este construit cugenerator atunci curentul produs de turbin este continuu,dac este echipat cu

    3 Cutie deviteze

    Cutia de viteze este folosit la turbinele eoliene de mic putere cu puteri peste10 kW. Are rolul de a regla viteza de rotaie a rotorului.

    4 Nacela Nacela este o carcas careinclude generatoruli cutiade viteze.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    11/61

    11

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    12/61

    12

    Mrimile caracteristice turbinelor eoliene de mic putere au fost definite n subcapitolul 1.2: rapiditatea, coeficienii de putere i moment, CP i Cm, turaia n i puter ea P a

    turbinei.

    Turbinele eoliene de mic putere cai cele de mare putere utilizeaz frecvent profile cu trei pale, de form aerodinamic. La mrirea numrului de pale rapiditatea se mrete, implicit icoeficientul de puterei moment al turbinei

    Noi soluii constructive de turbine eoliene de mic putere s-au realizat ca brevet deinveniei nu numai. n cele ce urmeaz sunt prezentate cteva dintre acestea cu avantajelei dezavantajelelor.

    1) Turbina eoliana cu vele

    Turbina eolian cu vele este format dintr -un ax, un schelet cilindric liber sau fixat pe ax i veletriunghiulare care capteaz energia vntului, similare velelor de ambarcaiuni, avnd peconturul exterior bare verticale; iar n planul bazei superior bare orizontale i o volant, astfelnct s permit montarea velelor verticale; manevrarea velelor se realizeaz n mod automat suaciunea cumulat a forei centrifuge i a vntului astfel nct fiecare vel utilizeaz vnt de pupa, vnt larg, vnt strns i vnt n vnt (fig. 1.35.a). Turbina eolian cu vele prezint ca principal dezavantaj gradul ridicat de complexitate la fixarea palelor n butuc; viteza de pornire

    este de 4 m/s.2) Rotor eolian, pentru vnt cu intensitate redus- O alt soluie de rotor pentruturbineeoliene care funcioneaz la viteze reduse ale vtuluieste alctuit dintr -un arbore (1) pe care suntncastrate radial pachete de pale elastice (2), de tip arc cu foi de lungimi inegale, dispuse subform de steag (coas) i nclinate cu unghiuri ntre 5 -40. Rotorul pentru turbina eolianmenionat prezint ca principale dezavantaje: rezisten mecanic relativ redus a palelor igradul relativ ridicat de complexitate privind ncastrarea pachetelor de pale pe cozi de steag(coas) i a cozilor cu arborele (fig. 1.35.b).3) Roat eolian, soluia de turbin eolian este constituit dintr -un arbore central tubular careeste rigidizat, prin mai multe rnduri de spie de srm dispuse nclinat (axial i circumferenialcu un trunchi de concu zbrele, format din 2 inele rigidizate ntre ele cu ajutorul unor spiesubiri (nclinate, n ambele sensuri, fa de generatoarele trunchiului de con) i a unor profiletubulare (dispuse dup generatoare), pe care sunt montate aripi profilate cu deschiderecontrolat; aceast soluie are ca principal dezavantaj gradul ridicat de complexitate structurali constructiv (fig. 1.35.c).

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    13/61

    13

    4) Turbina eolian multipl tip roat de biciclet- Rotorul acestei turbine este compus dintr-oobad periferic 1 din tabl rulat sau eav profilat, concentric fa de axa de rotaie prin

    spiele 2 care constituie n acelai timp i palele turbinei. Spiele sunt palele turbinei realizate doel (aliaj de aluminiu), sunt relativ nguste cu profil aerodinamic n form de arc de cerc. Laceast turbin se poate elimina multiplicatorul de turaie, energia se capteaz de la periferiaobezii 1 printr-o curea sau rol de friciune (fig. 1.35.d). Generatorul este plasat n parteainferioar a rotorului i se orienteaz mpreun cu acesta, soluia este specific turbinele lente dmic putere (pn la 6 kW).5)Turbina eolian- Berwian -departamentul de bionic i evoluia tehnicii TU Berlin au

    construit turbina BERWIAN. Palele sunt fixate la mijloc printr-un ineli de butuc prin bare defixare. Palele au form aerodinamic, se utilizeaz n numr mare 6- 9. Puterea de 5 KW, Drotor de 2m, V pornire de 3 m/s6) O alt soluie de turbin eolian, este Maina de putere eolian, format din dou roi 3 i cu oax comun de revoluie de susinere, fiecare roat include o serie de pale 2, de formtriunghiular plan, care sunt fixate ntre obada roii 1 i butucul acesteia 6, palele se rotescradial, avnd pas variabil. Pasul palelor este fixat de un mecanism de strngere. Fiecare roat

    poate s comprime paleta 7, care se folosete pentru operaia dubl a roilor; iar aceste roi pentru a putea funciona mpreun au ntre ele fixat un asi 8 (fig. 1.35.f). Aceste rotoare suntfolosite la producerea energiei electrice, dar datorit construciei complexe au un randamentsczut, funcionarea lor de la o vitez a vntului: v > 4 m/s, constituind un dezavantaj. [B16] 7) Aceast soluie de turbin Roat vel tip moar de vnt,este poziionat pe direciavntului, astfel nct atunci cnd vntul lovete palele acestea se nclin la un unghi optim defuncionare. La viteze mari ale vntului unghiul de nclinare al palelor se reduce astfel nctntreaga roat s nu se distrug, iar la viteze reduse ale vntului roata vel funcionez normal(fig. 1.35.g). Materialele din care sunt confecionate palele poate constui un dezavantaj nmomentul fixrii n obad, atunci cnd palele sunt tensionate prin arcuri, i funcionareaturbinei de la o vitez a vntului: v > 4 m/s.8) O alt soluie constructiv este Turbina cu obad, format dintr -un rotor cu carcas i oobad cuplat de carcasa rotorului prin pale multiple cu profil aerodinamic dreptunghiular. Pelng aceste componente turbina mai are i un generator electric montat aproape de obad.Obada 26 este conectat de butucul turbinei 27 prin pale multiple radiale 28, conform (fig.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    14/61

    14

    1.35.h). Obada 26 i palele 28 se rotesc n jurul butucului 27 la fel cum roata de biciclet se rotete n jurul axei. Partea plat 33a i 33b susine axul comun 23, dar n acelai timp ridic icoboar sistemul fa de fundaie, cu ajutorul unui actuator 35; acesta mai are ncorporat un

    suport pentru lagr 30a, care este adaptat s fixeze pe orizontal cablurile de fundaie.napropierea obadei este ataat o bobin 29 montat pe suport fr s se roteasc. Pala 45 estefixat n dou puncte de axa 42 i n ase puncte 39 de-a lungul segmentului obadei 36, ladiferite circumferine de aceasta. Obada realizat din metal este mprit n segmente 36, careservesc ca ancor pentru palele 28. Aceste pale sunt confecionate din materiale textileconsolidate i ntrite. Acest sistem produce energie electric la viteze ale vntului relativridicate peste 4 m/s i are dezavantajul unor gabarite mari pentru obinerea unei puteri medii.

    9) Pale trunghiulare sau spie, este o soluie constructiv de turbin sub form de roat de biciclet, caracterizat prin aceea c palele sunt convexe sau plane pe toat lungimea i limealor. Aceast soluie de turbin este format dintr -o roat de biciclet, butucul se fixeaz de obad prin spie i tije, acestea au seciune trunghiular formnd un unghi gol sau o curb cu gol. Laaceast turbin palele sunt n acelai timp i spie i pale, soluia are viteza de pornire relativridicat, iar forma obadei este exact profilul roii de biciclet10) Rotor, n particular pentru elice sau sisteme de energie eolian,- acest soluie

    constructiv are un rotor 1 format din dou pri de pal 3, car e sunt fixate de butucul 2, pala aredou suprafee, prima parte a palei are form plan 4 i a doua parte a palei lateral tot de form plan 5, suprafeele acestea ale palelor formeaz muchia 7 (fig. 1.). n combinaie cu muchia 8al celui de-al doilea plan al palei, aceasta se afl pe aceeai direcie cu butucul turbinei. Palamai are o muchie 10, format dintr -o linie extins de la centrul butucului perpendicular peaceasta i obinndu-se astfel un profil aerodinamic. Dezavantajul principal este viteza de pornire relativ mare de > 4 m/s i complexitate ridicat la construcia palelor.11) O alt soluie de turbin este Turbina roat,format dintr -o obad fixat de butuc prinspie. O multitudine de pale cu profil aerodinamic sunt asamblate de roat, acestea sunt fixate dmai multe spie i poziionate n interiorul obadei la un anumit unghi, ce asigur frnareantregului mecanism, cu lungime relativ mic pe spi (fig. 1.35.k). Turbina roat 100 mai esteformat din butucul central 104, acesta este centrat de obada 102 printr-o multitudine de spie108. Butucul central al turbinei 104 include un arbore suport 106, care este fixat central cu butucul 104. Spiele turbinei 108 sunt asamblate utiliznd fora de traciune, astfel nct smenin obada 102 n cea mai bun configuraie. O serie de pale 110 sunt asamblate de spiele

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    15/61

    15

    108, avnd o margine 112. Palele turbinei 110 sunt fixate pe spiele 108, de formaerodinamic. Aceast turbin poate s produc energie preluat de la vnt, prin formaaerdinamic a palelor, viteza de pornire este relativ mic, dar are un grad ridicat de

    complexitate.12) Dispozitiv eolian pentru biciclet, soluia const dintr - o roat de biciclet, prevzut cuspie radiale i mai multe pale plane (de form aproximativ trapezoidal), n care fiecare paleste articulat, paralel cu o latura, la o spi i este legat elastic, printr -un arc, de o paladiacent. Acest rotor de turbin poate fi antrenat i de vnturi relativ slabe: v 4 m/s. Soluiaare dou dezavantaje principale: a) nu poate fi utilizat ca turbin eolian pentru antrenarea unugenerator electric (fiind prevzut s rezolve o alt funcie tehnic); b) nu este posibil

    rigidizarea axial i tangenial a obadei de butuc, prin utilizarea unor spie radiale subiri,folosite uzual la roile de biciclet; ca urmare, sunt necesare spie radiale groase (monobloc cuobad i butucul), care cresc masa i momentul de inerie al roii.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    16/61

    16

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    17/61

    17

    a) b) c) d)

    e) f) g)

    h) i1) i2)

    Fig. 1.9. Brevete de invenie i soluii constructive de turbine eoliene de mic putere

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    18/61

    18

    j) k) l)Fig. 1.10. Brevete de invenie i soluii constructive de turbine eoliene de mic putere

    n urma analizei acestor soluii de turbine eoliene s-a constatat c:

    Turbinele eoliene lente cu multe pale - sunt adaptate pentru vnturi de vitez mic, pornesc la viteze ale vntului de 2-3 m/s. Momentul motor este relativ mare.

    Turbinele eoliene rapide cu dou sau trei pale funcioneaz de la viteze ale vntului de 5 m/s. Curbele de variaie a coeficienilor de momenti de putere, o binute experimental,

    evideniaz valoareamic amomentului motor i un CPmaximegal cu 0,4.Cu aceste soluii noi s-au mbuntit:

    pornirea turbinei eoliene de mic puterede la viteze mici ale vntului; mrirea numrului de pale, la mai mult de trei, pentru creterea coeficientului de

    putere al turbinei; modificarea formei aerodinamice a palelor pentru a se mrii captarea energiei

    vntului.Pentru a se putea realiza toate aceste mbuntiri ale turbinei s-a mrit gradul de

    complexitate al profilelor de pal ial pr ilor componente ale sistemului, ducnd la un cost mrit io rezisten mecanic ct mai sczut a tur binelor.

    n urma studiului detaliat asupra stadiului actual de dezvoltarei implementare a turbineloreoliene de mic putere s-au desprins urmtoarele concluzii:

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    19/61

    19

    a. Potenialul eolian este caracterizat prin: viteza vntului, m/s (vnt slab < 5-6 m/s, vntmoderat 6-10 m/s, vnt puternic >10m/s msurat la nlimea de 50 m de asupra solului);

    direcia vntului n raport cu punctele cardinale (N, E, S, V, NE, SE, SV, NNE, ENE, ESE,SSE, SSV, VSV, VNV, NNV), frecvena medie deaciune pe diferite direcii (roza de frecven a vntului), structura vntului (laminar, turbulent, rafale). b. La nivel European, potenialul eolian estimat este divers, cel mai mare potenial eolianaflandu-se n zona Nordic a Franei, Belgiei, Germaniei, Spaniei, Olandei, Marii BritaniiiDanemarcei (harta european a energiei vntului msurat la 80 m deasupra solului).c. Romnia dispune de un potenial eolian bun (harta potenialului eolian publicat de

    ICEMENERG n 2011), cu precdere pe litoralul Mrii Negre, n Dobrogea, nordul Moldovei,n muntii Apuseni. d. Alegerea tipuluii capacitii centralei eoliene implic analiza prealabil a potenialuluieolian din zona local de instalare (nregistrarea datelor, prelucrareai interpretarearezultatelor), nefiind suficient analiza datelor oferite de softurile comerciale (Meteonorm).e. Potenialul eolian disponibil n zona ColineiUniversitii Transilvania din Braov (msurat prin staia meteo , n perioada 2009-2012) a condus la estimarea unei viteze medii orare a

    vntului sub 2 m/s. Pentru acest caz, datele medii calculate prin softul Meteonorm sunt mai maridect cele o binute prin ntregistrarea direct, nmedie cu 82.38%.d. Pentru viteze ale vntului ntre 2-4 m/s, numrul de ore/an este de 1384, adic aproximativ 16% din timp.g. Ca urmare, potenialul eolian nregistrat n zona ColineiUniversitii i n zone cu potenialeolian similar, impun, pentru o eficien energetic bun, instalarea de turbine eoliene la careviteza de pornire (cut in) s fie sub 3m/s.

    h. Potenialul eolian din zona Brasov impune pentru implementareaeficient ndeosebi turbineeoliene de mic putere (sub 100k W).i. Turbinele eoliene de mic putere cu ax orizontal au eficiena conversiei superioar turbineloreoliene cu ax vertical, de aceea sunt mai frecvent utilizate (coeficientul de putere este mai sczutla turbinele eoliene cu ax vertical, de regul sub 0,1- 0,2). j. Turbinele eoliene de mic putere cu ax vertical sunt mai silenioase dect cele cu ax orizontal(funcionndla turaii mult mai mici)i sunt mai uor adaptabile mediului construit (narhitectura cldirilor, ferme agricole,autostrzi, spaii publice, parcuri, iluminat stradal, etc).

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    20/61

    20

    k. n literatura de specialitate exist o multitudine de turbine eoliene de mic putere cu axorizontal, caredifer prin soluia constructiv a rotorului (deschis, obad, roat,..), prin numrul

    de pale, materialuli forma acestora, complexitatea soluiei constructive, puterea nominal,viteza de pornire (cut in), dimensiuni i turaia de lucru, pre de cost. l. Pentru zone cu potenial eolian redus, implementarea de turbine eoliene de mic putere, carefuncioneaz la viteze ale vntului sub 3 m/s, reprezint o alternativ fezabil. Eficiena i preulde cost al acestora depind n principal de soluia constructiv a rotorului, cu pr ecdere denumrul, for ma i orientarea palelor precumi dematerialul din care acestea sunt confecionate.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    21/61

    21

    Capitolul 2 .Conceperea rotorului turbinei eoliene de mic putere

    Rotorul turbinei este conceput pe baza urmtorului setde cer ine iniiale:- ax orizontal, a carei eficien energetic n condiiile date de potenialul eolian este mai mare

    dect a turbinelor cu ax vertical;- numr mare de pale, pentru creterea momentului de pornirei asigurarea funcionalitii

    turbinei eoliene n condiiile de potenial eolian sczut (vitezemici ale vntului);- profilul palelor, simplu tehnologic, pentru asigurarea unui pre de cost sczut i a

    posibilitii de reglare pe rotor;

    - materialul rezisten necesar i pre de cost sczut;- posibilitatea adaptrii teoriei la structura potenialului eolian prin numr de palei unghi de

    poziionare.

    2.1. Conceptul general al rotorului turbinei eoliene Se refer la un rotor pentru oturbin eolian cu ax orizontal de mic putere, cu greutate,

    complexitatei gabarit relativ redus, care funcioneaz la viteze mici ale vntului (< 3 m/s)i care

    furnizeaz o putere electric com parabil cu cea necesar unei locuine. Rotorul turbinei eoliene conine un butuci o obad cu profil aerodinamic legate rigid ntre

    ele prin spie de rezisten, ntre care sunt dispuse echiunghiular spie port- pal n form de V.Acestea au vrfurile fixate n guri ale unui disc median solidar cu butuculi capetele fixate nobad sub un anumit unghi de nclinare. Pe spiele n form de V sunt fixate pale plane de formtrapezoidal realizate din materiale uoare (fig.2.1).

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    22/61

    22

    Fig. 2.1. Ansamblu rotor format din obada-pale-spie de rezisten-spie port pal-butuc

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    23/61

    23

    2.2. Conceptul palelor

    Designul rotoarelor cu pale individuale este determinat de numrul palelor, de geometriaexterioar a lor i de materialele din care sunt realizate. Rapiditatea sistemului depinde de forma palelor, de numrul acestora i dematerial

    2.2.1. Materialele din care sunt realizate profilele de pal

    Materialele folosite n dezvoltarea, construcia palelor sunt eseniale pentru bunafuncionare

    a turbinei eoliene. Aceste pale trebuie s fie cu greutate redus, rezistente la coroziune i oboseal. Materialul ideal pentru pale ar trebui s combine urmtoarele proprieti structurale:

    Raport optim de duritate greutate specific; Longevitate la solicitri de oboseal i flexibilitate; Cost mic i prelucrareamaterialelor pentru a obine forma aerodinamic dorit. Aliaj uor i spum poliuretan; Aliaj uor i polistiren ar mat cu fibr de sticl; Lemn imetal.

    2.2.2. Definirea profilelor de pal propuse

    n sinteza conceptual a palelor se utilizeaz o definire a profilelor nfuncie de doicoeficieni importani: coeficientul de asimetriei coeficientul delime, care depind de formai dedispunerea suprafeei active a paleifa de axa acesteia.

    Aceti coeficieni au valori cuprinse n intervalul 0,...,1i modeleaz forma paleii poziiaacesteia fa de axa de rotaie, fiind notai astfel:

    CAv = coeficient de asimetrie la vrf ; CAa = coeficient de asimetrie la ax; Cv = coeficient de lime la vrf; Ca = coeficient de lime la ax.

    Conform acestor simbolizri grafice se disting o varietate nsemnat de profile de pal dediferite formei dimensiuni, care pot fi utilizate n construcia rotor ului turbinei eoliene.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    24/61

    24

    Pentru conceptul propus, aceste profile de pale, diferite ca form (triunghi, trapez,dreptunghi, rombi de form oval) i avnd aceleai dimensiuni radiale, sunt realizate din lemn,

    plastic sau materiale textile (fig. 2.2).

    a) b) c) d) e)Fig. 2.2. Profile 2D, de forme i grosimi diferite

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    25/61

    25

    f) g) h) i)

    j) k) l) m)Fig. 2.2. (continuare)

    Pentru o captare ct maieficient a energiei vntului, profilele de pal sunt realizate cucolurile ascuite (fig. 2.18. a, b, c, d, e, g, h, j, k)i rotunjite (fig. 2.2. f, ii l). Pentru palele dinmaterial textil se utilizeaz un cadru pe care este fixat pnza, conform fig. 2.18.m.

    Palele sunt fixate ntr-o obad, numrul palelor putnd fi de la 2 pan la 12. Un numr marede pale i dimensiunile radiale mrite ale acestora induc rotorului un moment motor marei ocaptare a energiei vntului mai ridicat.

    2.3. Optimizarea conceptual a obadei turbi nei eoliene Obada esterealizat n principal din materiale ct mai uoare, cu profil aerodinamici grad

    redus de complexitate.Ca materiale se utilizeaz: lemnul (care are greutate redus, se prelucreaz uor i rezist la

    oboseal); metalul - aluminiul, duraluminiul (materiale uoare i uor prelucrabiledup formadorit); materiale sintetice, r ini (care au greutate specific mic); materiale compuse fibra desticl, plastic consolidati alte materiale precum: oel, varieti de materiale compozitei filamentde carbon.

    Obada estefixat de butucul rotorului prin spie de rezisten i spie port pal, numrulacestora depinznd de numrulmaxim de pale fixate n obad.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    26/61

    26

    Spiele de rezisten sunt fixate nguri (fig. 2.3), prin piulie de o partei de alta a profilului aerodinamic al obadei. Spiele port pal sunt fixate tot prin piulie n gurile port pal ale

    obadei (fig. 2.4i sunt poziionate ntre spiele de rezisten, la diferite unghiuri de nclinare ale palei (30, 45, 55, 65i 75 de grade). Gaurile pentru spiele de rezisten i port pal sunt realizatetot n funcie de numrul maxim de pale care vor fi montate n obad. Palele nobad se pot poziiona la diferite unghiuri de nclinare pentru a identifica varianta optim de utilizare a potenialului eolian.

    Fig. 2.3. Vedere 3D a ansamblului turbinei obad-spie de rezisten- butuc, fr spie port- pal

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    27/61

    27

    Fig. 2.4. Vedere 3D a obadei turbinei eoliene cu gauri pentru spie de rezisten i port pal Datorit spielor de rezisten i port pal, obada este consolidat de butuci prezint un

    grad mritde rezisten n timpul funcionrii rotorului.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    28/61

    28

    n contextul general al rotorului turbinei eoliene se dezvolt urmtoarele concluzii: a. Soluia de rotor propus rspunde setului de cerine iniiale: ax orizontal, funcionalitate i n

    condiii de potenial eolian sczut, tehnologie simpl, pre de cost sczut, adaptare la

    structura potenialului eolian; b. Conceptul propus face parte din categoria rotoarelor cu obad, la care prin numr diferit de

    pale montate ntre butuci obad, prin orientri diferite ale palelor, prin dimensiunea palelori forma acestora, prin forma obadei se poate optimiza funcionalitatea ntr-un potenialeolian dat;

    c. Soluia constructiv propus este similar uneiroi de biciclet, la care rigidizarea obadei de butuc se face prin spie de rezisten. Numrul i dispunerea acestora pot constitui parametrii

    de optimizare privind solicitrile din rotor;d. Conceptul dezvoltat are un nalt grad de flexibilitate, permind modificarea numrului, a

    dimensiunilori formei palelor; reglarea unghiului de fixare a palelor; modificareamaterialului palelor;

    Principalele contribu ii aduse sunt:a. Dezvoltarea conceptului pornind de la similitudinea cu roata de biciclet, deci de la o

    tehnologie existent;

    b. Modificarea construciei prin introducerea spielor port-pal n form de V pe care suntdispuse palele;

    c. Dezvoltarea conceptului pe baz de pale cu suprafee plane, de forme simple(dreptunghi, romb, trapez, oval)i dimensiuni diferite;

    d. Posibilitatea montrii pe rotor a unui numr variabil de pale, de la 2 la 12; e. Posibilitatea reglrii unghiului de montare al palei fa de planulobadei;f. Utilizarea de materiale diferite pentru pale: lemn, plastic, textil, compozite;

    g. Definirea profilelor palelor funcie de coeficientul de asimetriei coeficientul de limei sta bilirea limitelor acestora;

    h. Construcia propus permite o nlocuire uoar a componentelori necesit o ntr eineresim pl;

    i. Soluia propus are la baz conceptele moderne dedesign for asembly and dezasem bly i design formanufaturing.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    29/61

    20

    Capitolul 3.Model de calcul pentru nc rcarea palelor turbinei

    eoliene i verificarea rezistenei palelor

    Pornind de la structura demonstratorului de rotor propus, n acest capitol se modeleazncr crile palelor turbinei n funcie de: viteza aerului din proximitatea turbinei (2, ..., 7 m/s),geometria paleii poziia relativ pal-arbore.Dei n modelul de calcul propus seine seama demicarea relativ aer-pal, pentru calculele de rezisten se consider situaia rotorului static (rotorcu viteza neglijabil) n care ncrcarea palelor devinemaxim.

    Cu ncrcrile identificate, pe baza modelului de calcul elaborat, sunt simulate, cu ajutorul

    softului CATIA, deformaiile i tensiunile palelor prin metoda elementului finit (MEF); rezultatelesimulrilor evideniaz o bun rezisten a palelor rotorului, n condiiile de funcionare considerate.

    3.1. Modelarea ncr crii unei p ale Modelarea ncrcrii unei paleconst n stabilirea relaiilor de calcul pentru presiune, for e

    i momente (aferente paleii implicit arborelui port-pal), considernd urmtoarele date de intrarei premise de calcul:

    a) forma, dimensiunilei materialul palei plane (fig. 3.1,c): trapez cu baza mic bm = 0.08 m, bazamare bM = 0.16 mi nlimea h = 0.12 m; grosimea palei g = 0.003 m; material: lemn, cauciuc,

    pnz; b) poziia relativ pal-arbore (fig. 3.1, b, c): unghiul de nclinare = 55, 45, 30; raza cerculuitangent cu baza mic a paleir m = 0.033 m; raza cercului tangent cu baza mare a palei: r M = 0.16 m;

    c) viteza unghiular a arborelui palei n [s-1]: = n/30, n = tur aia msurat n rot/min. Pentru simplificare, n sens acoperitor, ncrcrile maxime ale palei se modeleaz n premisac

    viteza rotorului este neglijabil( ~ 0) ; d) n calculele cinematice, seneglijeaz grosimea palei;e)se neglijeaz efectele vitezelor tangentiale ale aerului fata de pala si frecarea aer-pal; f) pentru determinarea ncrcrii arborelui, efectul presiunii aerului asupra palei este modelat ndou variante: for a destituit (calcul prin integrare) (fig. 3.1)i for a concentrat (fig. 3.2) (for echivalent aplicat n centrul de mas al palei (G)). Prin descompunerea acestei for e (paraleli perpendicular pe arbore) se obine o aproximaie a for ei axiale care ncarc arborele i o

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    30/61

    21

    aproximaie af orei tangeniale care genereaz momentul de torsiune util al palei.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    31/61

    21

    b) c)

    d) e)

    f) g) h)Fig. 3.1. Modelarea ncrcrii unei pale (continuare): a)vedere 3D, cu precizarea direciilor dup

    care s-au f cut proieciile, b) vedere din A (3.1.a) cu precizarea vitezei aeruluii a vitezei palei ntr-un punct oarecare X, c) vedere din B (fig.4.1.a) a palei, cu reprezentarea acesteia n mrime natural

    i cu precizarea poziiei punctului oarecare X), d) schem cu evidenierea vitezei relative Va.pf.Xa

    aerului f a de pal, pef aa palei, e) schem cu evidenierea vitezei relative Va.ps.X a aerului f ade

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    32/61

    22

    pal, nraport cu spatele palei, f) scheme cu evidenierea componentelor nor male ale vitezelorrelative ale aerului fa de pal n raport cu ambele fee ale acesteia, g) evidenierea presiunii

    normale rezultante nraport cu faa palei, h) evidenierea forei elementare dFX din punctul X i

    componentele acestuia n raport cu arborele.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    33/61

    23

    a) b)Fig. 3.2. Modelare aproximativ a ncrcrii palei i arborelui port-pal: a) vedere dup direcia A a

    palei cu evidenierea forei rezultante FG i a componentelor acesteia n raport cu arborele, b)vedere din B cu a palei n mrime natural i evidenierea centrului de mas G.

    Modelarea presiunii exercitate de vnt asupra palei, se realizeaz conform cu fig. 3.1, a, ...,h; aplicnd inversiunea micrii n raport cu pala (fig. 3.1, a, ci e), se determin mai ntai, din fig.

    3.1,c,vectorul vitez relativ aer-pal fa V a.pf.X (de modulV a.pf.X), ntr-un punct X de pe faa palei

    (situat pe un cerc de raza r X):

    V a . pf . X = V a + V pX

    , (3.2) 2 2 1 / 2

    V a . pf . X = (V a + V pX ) , (3.3)

    V pX = r X ; (3.4)

    Ca urmare, n raport cu punctul X de pe faa palei (fig. 3.1,d), aerul are o vitez V a . pf . X , demodulV a.pf.X, care formeaz cu axa arborelui un unghi X i cu planul palei un unghi -X.

    Dinfig.3.1,d pentru unghiul x seobtne expresia:

    V r

    =arctg ( pX ) =arctg ( X ) . (3.5)

    V a V a

    Conform acestei relaii, unghiulX crete odat cu raza r X, avnd valoarea minim pentru

    r X, r m i valoareamaxim pentrur X = r M.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    34/61

    24

    a . ps . Xn

    Viteza aerului dinfaa palei V a . pf. X

    se decompune ntr-ocomponentnormal pe faa palei

    V a . pf . Xn i o com ponent tangenial V a . pf . Xt , care au modulele (fig.3.1,f):

    V = V sin( ) = (V 2 + V2

    )1 / 2 sin(

    ) = [V 2 + ( r )2 ]1 / 2 sin(

    ) ; (3.6)

    a . pf. Xn

    a . pfX

    X a

    pX X a X X

    V = V cos( ) = (V 2 + V2

    )1 / 2 cos(

    ) . (3.7)

    a . pf . Xt a . pfX

    X a pX X

    Ca urmare, aerul (de densitate) acioneaz n punctul X de pefaa palei cu o presiune pXfn (fig.3.1,f):

    p =0,5 V 2 = 0,5 [V 2 + ( r )2 ] sin 2 ( ) . (3.8)

    Xfn a . pf . Xn a X X

    Prin inversiunea micrii, simultan cu procesul din faa palei (fig.3.1,d), aerul din spatele

    palei se deplaseaz, n raport cu punctul X de pe spatele palei, cu vitezaV a . pf . X =V pX , de modul

    V a . ps . X = V pX = r X (fig.3.1,e); conform fig.3.1,f, viteza aerului din spatele palei V a . ps . X se

    decompune ntr-ocomponentnormal pe spatele palei

    V a . ps . Xt , care au modulele:

    V a . ps . Xn i o com ponent tangenial

    V a . ps . Xn

    = V a . ps . X

    cos = V pX

    cos = ( r X

    ) cos ; (3.9)

    V a . ps . Xt = V a . ps . X sin . (3.10)

    Cai n cazul precedent, aerul (de densitate) acioneaz n punctul X de pe spatele palei cuo presiune pXsn(fig.3.1,f):

    p Xs = 0.5 V 2 = 0.5 ( r X )2 cos2 . (3.11)

    Ca urmare a presiunilor opuse de pe celedou f ee ale palei, n punctul X, pe faa palei vaaciona o presiune rezultant pXn (fig.3.1,g)

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    35/61

    25

    2 2 2 2

    p = p p = 0.5 {[V 2 + ( r )2 ] sin 2 ( ) ( r )2 cos2 } . (3.12)

    Xn n Xsn a X X X

    Efectul presiunii pXn asupra elementului de ariedA =b X dr X

    modelat printr-o for elementar echivalent medieal crei modul are urmtoarea ex presie

    dF X , aplicat n punctul X al palei (fig.3.1 h),

    dF X = p Xn dA = p Xn b X dr X = 0.5 {[V a + ( r X ) ] sin ( X ) ( r X ) cos2 } b x dr x . (3.13)

    La rndul su, fora elementar dF X poate fidescompus, n raport cu arborele (fig.3.1, c,

    h), ntr-ocomponent axial dF Xa i o com ponent tangenial dF Xt care genereaz momentul

    elementar de torsiune util dT X (n raport cu axa arborelui); conform fig.3.1,hi c, modulele acestor vectori au urmtoarele expresii:

    dF Xa =dF X sin = p Xn dA sin ; (3.14)

    dF Xt =dF X cos = p Xn dA cos ; (3.15)

    dT X = dF Xt r X = p Xn b X r X dr X . (3.16)

    n consecin, fora axial imomentul de torsiune imprimate arborelui de o pal au

    urmatoarele expresii:r M

    F = dF r M

    = 0.5 {[V 2 + ( r

    )2 ] sin2 (

    ) ( r

    )2 cos2 } b

    dr ;

    (3.17)

    a Xa r m r m

    r M r M

    a X

    2 2 2

    x X x

    2 2

    T = dT X = 0.5

    {[V a + (

    r X ) ]

    sin ( x ) (

    r X )

    cos }

    (cos )

    b x

    r X

    dr X , (3.18) r m r m

    n care, conform fig.3.1,c:

    b = b +1 (r

    r ) (b b ) (3.19)

    i r X = r m, ..., r M.

    X m h M m M m

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    36/61

    26

    a .

    n premisac viteza unghiular a arborelui este neglijabil ( ~ 0 si implicitx ~ 0),

    ncrcarea palei devine maxim. Pentru simplificare, f r a afecta semnificativ rezultatele numerice,ncrcarea maxim se modeleaz considerndc pe ntreaga f a a palei acioneaz o presiunemedie

    p Xn 0.5 V 2 sin2 . (3.20)

    n aceast premis, modulele pentru f ora axial i pentru momentul de torsiune, imprimatearborelui de o pal, devin:

    F = 0.5 V 2 h (sin3 ) [b + 0.5(b

    b )] = 0.25 V 2 h (sin3 ) (b + b ); (3.21)

    a a m M m a M

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    37/61

    27

    T = [ V 2 (sin 2 ) cos / 6] [3 (b r 2 M b r 2 m ) + (b b ) h 2 ]. (3.22)

    a m M M m

    Efectul presiunii pXn (rel. 3.20) asuprafeei palei poate fi aproximat printr-o for F G (fig.3.2,a); conform fig.3.2, acesta f or se decompune, n raport cu arborele, ntr-o component

    axial F Ga i o com ponent tangenial F Gt caregenereaz momentul de torsiune util al paleiT G

    (fig.3.2,a si b); n conformitate cu rel. (3.20) si fig.3.2, pentru modulele acestor vectori se obin urmtoarele expresii:

    F = 0,5 V 2 sin2 A = 0,25 V 2 sin2 h (b + b ); (3.23)

    G a a M m

    F = F sin = 0,25 V 2 sin2 h (b + b ) sin ; (3.24)

    Ga G a M m

    F = F cos = 0,25 V 2 sin2 h (b + b ) cos ; (3.25)

    Gt G

    T = F r a

    = 0,25 V 2 sin2 h (b M m

    + b ) r cos .

    (3.26)

    G Gt G a M m G

    Pe baza relaiilor 3.22 i 3.26 s-au realizat calcule numerice pentru compararea, pe de o parte, a momentelor de torsiune Ti TG ale arboreluii, pe dealt parte, a momentelor calculate cucel obinut experimental Texp.

    innd seama de premisele utilizate, din comparaia valorilor calculate cu valoareamomentului de torsiune determinat experimental, Texp = 0,022Nm, seconstat o concordansatisf ctoare ntre aceste rezultate.

    Pe baza relaiilor obinute, n tabelul 3.1 sunt sistematizate ncrcrile pXn, corespunztoarevitezelor aerului din intervalul 2-7 m/s; pentru unghiul de nclinare=55; aceste ncrcriconstituie datele de intrare pentru analiza prin MEF a palelor turbinei.

    Tabel 3.1

    V [m/s] 2 3 4 5 6 7Xn N/m 2 1,476 3,321 5,904 9,226 13,285 18,083

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    38/61

    28

    3.2. Analiz a deformaiil or i tensiunilor din palele rotorului prin MEF

    ncr crile din tab.3.1 sunt utilizate n continuare ca date de intrare pentru analiz, prin

    metoda elementului finit (MEF), a deformaiilor si tensiunilor din palele rotorului, folosindsoftware-ul Catia V5

    Demostratorul virtual, al turbinei eoliene de mic putere realizat cu ajutorul softu-lui CatiaV5, este ilustrat n fig. 3.3. n simulrile bazate pe metoda elementului finit, s-au utilizat 6 paletrapezoidale, cu unghiul de nclinare=55, si viteze ale aerului cuprinse n intervalulV =2-7 m/s;ncr crile corespunztoare acestor viteze sistematizate n tab.3.1.

    Fig. 3.3. Prototipul virtual al turbinei eoliene de mic puter e

    Pentru procesarea modelului de analiz se parcurg urmtoarele etape demodelare: modelarea geometric, a materialului, cu elemente finite, a constrngerilori ancrcrilor; se verific apoi modeluli se trece la simularea acestuia. n continuare sunt prezentate simulrile pentru fiecare tip dematerial n parte, rezultatele obinute fiind

    prezentate selectiv.Modelarea cu elemente finite presupune analiza static a palelor turbinei, n

    condiiile unor constrngerii ncr cri independente, prin carespiele port- pal s-au fixatde baz, iar faa palei (fig. 3.4) este ncrcat cu o sarcin uniform distribuitgenerat de presiunea aerului (tabelul 3.1).

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    39/61

    29

    T e n s

    i u n

    i [ k P a

    ]

    a1) a2) a3)

    Fig. 3.4. ncrcarea feei palelor cu sarcina uniform distribuit generatde presiunea aerului (pentrusimplificare, n Catia sarcina uniform distribuit este reprezentat prin 4 vectori)

    Pe baza presiunii calculate se ncarc pala n form de trapezrealizat din materiale disticte,

    ca n fig. 3.4, a1 (lemn), a2 (cauciuc)i a3 (panz pe suport de lemn). n fig. 3.4, a este prezentatturbina cu toate cele 6 pale n form de tra pez cu ncr crile aferente fiecrei pale n parte.

    Din analiza rezultatelor,obinute n urma simulrilor, reiese c tensiunile echivalentemaxime se regsesc la partea de fixare a palelor pe spiele-suport; cele mai ridicate valori apar ncazul palei din material textil pe suport de lemn, pe cnd la palele din cauciuci la cele din lemntensiunile sunt net mai redusei comparabile ntre ele (fig. 3.5, b).

    Deformaiile maxime se produc la marginea profilului de pal, valorile acestora fiind redusei comparabile pentru palele din lemni cele din cauciuc, i net mai mari la pala din pnz pe suportde lemn (fig.3.6, b).

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    40/61

    30

    Modelrile dezvoltate i calculele numerice efectuate conduc la urmtoarele concluzii: a) Modelrile ncrcrii palei prin intermediul presiunii, respectiv a unei fore aplicat

    n centrul de mas al palei, conduc la momente similare de tensiune a arborelui. Calculele numericeefectuate pentru viteza vntului Va = 7 m/s, unghiul de nclinare de nclinare al palei = 55 i razacentrului de greutate al palei rG = 0,1472 m au condus la valorile momentului de torsiune de T =0,024 Nm, respectiv T = 0,021 Nm.

    b) ntre valorile momentului de torsiune obinute prin calcule i valoarea obinutexperimental exist o bun concordan. n premizele anterior precizate se obine Texp = 0,022 Nm. Aceasta confirm valabilitatea modelelor propuse.

    c) Relaiile analitice stabilite, ca funcii de parametrii constructivi i de poziionare a paleifa

    de arbore, permit studiul i optimizarea dimensiunilor i a orientrii palei pentru o eficien maxim a turbinei eoliene.

    d) Modelarea i calculul prin MEF a palelor n condiiile unei ncrcri cu o sracin uniformdistribuit generat de presiunea aerului, pentru o turbin cu 6 pale n form de trapez au reieiturmtoarele:

    - tensiunile echivalente maxime se obin n zonele de fixare a palelor pe spiele- suport;- valorile acestora, pentru palele din lemn i cauciuc sunt comparabile ntre ele i sunt

    mai reduse dect n cazul palelor din material textil pe suport de lemn (de exemplu la 7 m/stensiunile maxime sunt aproximativ 0,8 kPa pentru lemn cauciuc i aproximativ 8 kPa pentrutextil);

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    41/61

    31

    - deformaiile maxime se produc la marginea profilelor de pal; - valorile acestora sunt comparabile pentru palele din lemn i cele din cauciuc,

    respectiv mult mai mici pentru palele din material textil pe suport de lemn (de exemplu la 7 m/sdeformaiile maxime sunt 0,08*10-3 mm pentru cauciuc, 0,02*10-3 mm, 75*10-3 mm pentrumaterial textil);

    e) Ca urmare, din cele trei materiale realizate, palele pe baz de compozite din lemn icauciuc sunt cele optime din punct de vedere al tensiunilor i deformaiilor, urmate de cele pe bazde cauciuc.

    Principalele contribuii sunt:

    a) Modelarea ncrcrii palei n varianta ncrcrii prin presiune, respectiv a unei foreaplicate n centrul de mas al palei i deducerea relaiilor analitice corespunztoare.

    b) Stabilirea relaiilor analitice pentru fora axial i pentru momentul de torsiuneaplicat arborelui, n cele dou situaii de calcul anterior prevzute.

    c) Dezvoltarea modelelor de calcul prin luarea n considerare a tuturor parametrilorconstructivi i de poziionare a palelor turbinei.

    d) Modelarea rotorului i analiza prin MEF, utiliznd softul CATIA V5, a tensiunilor

    i deformaiilor din palele acestuia. Se analizeaz un rotor cu ase pale trapezoidale dinmateriale: lemn, cauciuc, textil. Se evideniaz zonele de tensiune maxim, valorile maxime aletensiunilor, zonele de deformaii maxime i valorile acestor deformaii, iar rezultatele sunt ilustrate prin dispunere corespunztoare, care permit i analiza comparativ ntre comportamentuldiverselor tipuri de materiale

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    42/61

    32

    .

    Capitolul 4 Conceperea i realizarea standului experimental i a

    programului de test ri

    4.1. Structura standului n fig. 4.1 se prezint standul experimental edezvoltat pentrutestri ale turbinei eoliene de

    mic putere. n contextul cerinelor enunate i al vitezelor reduse ale vntului s-au ales palele nform de trapez, din material textil, lemn sau plasticuor, n numr de 2, 3i 6, fixate n obad cuajutorul spielor . Pentru a se putea monitoriza momentul motori momentul rezultant s-au instalatn sistem un traductor de moment, care are momentul nominal de 0,1 Nm (fig. 4.2)i o frn

    electromagnetic (fig. 4.3). Turaia turbinei se msoarcu un turometru

    Fig. 4.1.Standul experimental de testri

    Fig.4.2. Senzor de moment de 1 Nm Fig. 4.3. Frna electromagnetic Traductorul funcionez cu un soft aferent pentru msur atori, (numit Catmaneasy) care

    monitorizeaz, preia date i msoar momentul.Cele 13 profile de pale deaceeai ariei aceleai dimensiuni radiale, acestea au fost fixate n

    obad pe spiele port pal la diferite unghiuri de nclinare: 30, 45, 55, 65i 75

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    43/61

    33

    n figurile urmtoare sunt prezentate profilele de pal realizate practic pentru standul detestri al turbinei eoliene de mic putere.

    a) b) c) d) e) f)

    Fig.4.10. Profile de pal de diferite forme

    Turbina pentru testri, adaptatdimensiunilor tunelului aerodinamic din fig. 4.11este aplasat nf aa tunelului aerodinamic la 1.5 m

    Fig. 4.11. Tunelul aerodinamic cu circuit deschis

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    44/61

    34

    4.2. Programul de testari Programul de testri s-a realizat n funcie de civa parametri, astfel:

    1. Variaia vitezei vntului: V=2, 3, 4, 5, 6, 7 [m/s];

    2. Variaia profilului palei

    Tabel 4.4

    Nr.crt. Pri c omponente 1. Pale trapezoidale, orientate cu baza mare spre obad, cu colurile ascuite; 2. Pale trapezoidale, orientate cu baza mare spre obad, cu colurile rotunjite;3. Pale trapezoidale, orientate cu baza mare spre rotor, cu colurile ascuite; 4. Pale trapezoidale, orientate cu baza mare spre rotor, cu colurile rotunjite;5. Pale dreptunghiulare, cucolurile ascuite; 6. Pale dreptunghiulare, cucolurile rotunjite;7. Pale romb, cu colurile ascuite; 8. Pale romb, cu colurile rotunjite;

    9.

    Pale trapezoidale cu folie termocontractabil pe suport de lemn, orientate cu baza mare

    spre obad, cu colurile ascuite;

    10.

    Pale trapezoidale cu folietermocontractabil pe suport de lemn, orientate cu baza mare

    spre rotor, cu colurile ascuite; 11. Pale ovale, cu colurile ascuite;

    12. Pale ovale, cu colurile rotunjite pe o parte,

    13. Pale dreptunghiulare cu folie termocontractabil pe suport de lemn, cu colurile ascuite;

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    45/61

    35

    3. Unghiului de nclinare al palei: 30, 45 , 55, 65 , 75 .

    4. ncrcare realizat cu frna electr omagnetic: f r frn, 0A, 0.1A, 0.2A, 0.3A.

    Programul de testri n funcie de parametrii enunai este urmtorul: 1. Se fixeaz spiele port pal la primul unghi de nclinare optimizat; 2. Se fixeaz unul din profilele de pal optimizate n obad; 3. Se pornete softul, CatmanEasy, de msurare almomentului motor al turbinei;4. Se pornete tunelul aerodinamic;5. Se pornete frna electromagnetic i se fixeaz pe rnd lancr crile prezentate

    mai sus;

    6. Se masoar turaia cu senzorul de turaie, turometrul;7. Se repet operaia pentru fiecare unghi de nclinare al palei, pentru fiecare profil de pal i pentru fiecare ncrcare a frnei.

    Din dezvoltarea standuluii a formulrii programului de ncer cri se desprind urmtoareleconcluzii:

    a) Turbina eolian stand experimental are la baz rotorul conceputi descris n capitolulanterior, la care se adaug sisteme de msurare a momentului la axul turbinei (momentulmotor, momentul rezistent), de msurare a turaiei arborelui turbinei, de producere avntului cu viteze diferite (V=2,..., 7 m/s), de msurare a vitezei vntului.

    b) Standul experimental permite testarea comportamentului turbinei eoliene (moment,turaie, putere, coeficient de putere, coeficient de moment, rapiditatea) pentru diversetipuri de pale, unghiuri diferite de orientare a acestora, viteza de pornire pentru ncrcridiferite n frna electromagnetic.

    c) Programul de testare n 7 pai, descris n lucrare, permite efectuarea cercetrilorexperimentale i evaluarea parametrilor sus menionai.

    Principalele contribuii sunt:a) Conceperea turbinei eoliene stand experimentali dimensionarea prilor

    componente ale standului funcie de mr imea parametrilor evaluai (de exempluadaptarea traductorului de moment la dimensiunea momentului la axul arborelui).

    b) Dezvoltarea setului de 13 pale avnd aceeai ariei dimensiuni radiale, care pot fifixate la diferite unghiuri: 30, 45, 55 , 65, 75.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    46/61

    36

    c) Conceperea programului detestri pentru nregistrareai evaluarea momentului,a turaiei, a vitezei vntului, a rapiditii, a puteriii a coeficienilor de putereimoment ai turbinei eoliene.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    47/61

    37

    Realizarea test rilor, prelucrarea rezultatelor ob inute n acest capitol sunt prezentate rezultatele obinute n urma testrii pe stand a turbinei

    eoliene propuse. Testarea constat n stabilirea puterii mecanice (prin msurarea turaiei imomentului),dezvoltat de turbina sub aciunea vntului creat de tunelul aerodinamic, n anumitecondiii de reglare a standului; puterile stabilite permit apoi determinarea variaiei coeficientului de putere Cp. Programul de testare este cel descris n capitolul anterior. Prin prelucrarea rezultatelorobinute se urmrete identificarea valorilor parametrilor care asigur realizarea performanelormaxime.

    Turbina eolian de mic putere

    Prelucrarea i interpretarea rezultatelor Rezultatele obinute sunt exemplificate prin urmtoarele cazuri relevante:a) Cazul fr frn (ff), adic frna este decuplatde sistem; n acest caz, singurele

    rezistene care intervin serefer la iner ia turbineii a arborelui de legatur cu frna, precumi la frecarea din rulmeni datorat cu precdere sarcinii axiale. Pentru a urmri variaia puterii, s-au reglat/modificat succesiv: viteza vntului (V=2...7 m/s), unghiul de nclinare(30, 45, 55, 65 i 75 ) i tipul palelor; rezultatele o binute sunt exemplificate comparativn tab. 5.2i fig. 5.2.b) Cazul ncrcrii cu 0.1A ; n acest caz frna genereaz un moment rezistent corespunztorunui curent de alimentare de 0.1 A; o parte din rezultatele obinute fiind exemplificate

    comparativ n tab. 5.3 i fig. 5.2i 5.3.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    48/61

    38

    c) Cazul nc rcrii cu 0.2A ; n acest caz frna genereaz un moment rezistent corespunztorunui curent de alimentare de 0.2 A; o parte din rezultate fiind exemplificate comparativ n

    tab. 5.4 i fig. 5.2 i 5.3. d) Cazul ncrcrii cu 0.3A ; n acest caz frna genereaz un moment rezistent corespunztorunui curent de alimentare de 0.3 A; o parte din rezultate fiind exemplificate comparativ ntab. 5.5 i fig. 5.2 i 5.3.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    49/61

    39

    Tabel 5.2. Cazul 1a) f r frn

    Caracteristici Nr. pal 9 10 13

    Fr frn,cu

    palele nclinate

    la 45

    P 1,57 3,97 1,439 M 0,15 0,38 0,25 n 100 100 55 V 2 2 2

    Loc I II III

    Fr frn,cu

    palele nclinate

    P 6,28 4,35 4,396 M 0,5 0,32 0,3 n 120 130 140 V 2 2 2

    Loc III II I Fr frn,cupalele nclinate

    la 65

    P 9,96 4,396 M 0,68 0,35 n 140 120 V 2 2

    Loc II I unde: P = puterea minim, [mW]; M = moment minim, [Nmm];n = turaia minim, rot/min ; V = viteza vntului minim, m/s

    Tabelul 5.3 Cazul 1b), ncrcare la 0.1A

    Caracteristici Nr.pal 5 6 9 0.1A, cu

    palele

    nclinate la 45

    P 194,05 177,09 190,28

    M 20,6 18,8 20,2

    n 90 90 90

    V 4 4 4 Loc I III II

    0.1A, cu

    palele

    nclinate la 55

    P 245,23 236,02 275,06

    M 21,3 20,5 21,9

    n 110 110 120

    V 4 4 4 P 255,59 271,29 291,18 M 22,2 21,6 21,4 n 110 120 130 V 4 4 4

    Loc III II I unde: P = puterea maxim, [mW]; M = moment maxim,[Nmm];

    n = turaia maxim, [rot/min]; V = viteza vntului minim, [m/s]

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    50/61

    40

    Analiza coroborat a diagramelor din fig. 5.2, b, ci d, cu diagramele din fig. 5.3, arat c prin creterea vitezei aerului se produce o cretere a puterii turbinei datorat cu precdere creterii

    turaiei: n timp ce gradientul de cretere al tur aiei este relativ ridicat (fig. 5.3), gradientul decretere al momentului este redus (momentul r mnnd aproape constant, fig, 5.3).

    Comparaiile rezultatelor obinute n urmatestrilor (tab. 5.3, 5.4 si 5.5) evideniaz faptul

    c palele cu nr. de ordine 9, 6, 5i 13 realizeaz cele mai bune performane pentru unghiuri denclinare de 65 (palele nr 6i 9) i 55 (palele 5, 13, 9i 6, tab. 5.5).

    Datelor numerice obinute au permis determinarea variaiilor coeficientului de putere (Cp).

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    51/61

    41

    Tabel 5.4 Cazul 1c) ncrcare la 0.2A

    Caracteristici Nr. pal 5 6 9

    0.2A, cu palele

    nclinat e la 45

    P 390,3 300,18 413,22 M 33,9 23,9 32,9 n 110 120 120 V 5 5 5

    Loc I III I

    0.2A, cu palele

    P 507 479,16 576,08

    M 34,6 32,7 34,4

    n 140 140 160

    V 5 5 5 Loc II III I

    0.2A, cu palele

    P 470,79 489,42 607,9

    M 34,6 33,4 35,2

    n 130 140 165

    V 5 5 5 Loc III II I

    unde: P = puterea maxim, [mW]; M = moment maxim,[Nmm];n = turaia maxim, [rot/min]; V = viteza vntului minim, [m/s]

    Tabel 5.5 Cazul 1d), ncrcare la 0.3A

    Caracteristici Nr.pal 5 6 9 13

    0.3A, cu palele

    nclinat e la 45

    P 637,94 692,05 675,1 833,6491 M 53 55,1 51,6 49,78 n 115 120 125 160 V 6 6 6 6

    Loc IV II III I

    0.3A, cu palele

    nclinat e la 55

    P 888,38 851,72 901,49 873,6736

    54,76 52,5 52,2 52,17 n 155 155 165 160 V 6 6 6 6

    Loc II IV I III

    0.3A, cu palele

    nclinat e la 65

    P 802,84 882,54 932,37 758,7496 M 52,9 52,7 52,4 51,78 n 145 160 170 140 V 6 6 6 6

    Loc III II I IV unde: P = puterea maxim, [mW]; M = moment maxim,[Nmm];n = turaia maxim, [rot/min]; V = viteza vntului minim, [m/s]

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    52/61

    42

    C p

    Exemple de variaii alemomentului (M)i ale turaiei (n), n cazul unei turbine cu pale nr.

    9, n funcie de viteza aerului (V), pentru anumite ncr cri ale frnei: 0A, 0.1A, 0.2A i 0.3A.

    Pentru exemplificare, n fig, 5.4,a sunt reprezentate variaiile coeficientului de putere Cp, nfuncie de viteza aerului, n cazul turbinei echipate cu 6 pale nr. 9,i respectiv nr. 1, nclinate la 55f a de axa turbinei, cu frn ncrcat la 0.2 A; alturi, n fig. 5.4,b, sunt ilustrate variaiilecoeficientului Cp pentru 3 turbine existente mpreun cu variaia coeficientului Cp al turbinei cu pale nr. 9 (v. fig. 5.4,a).

    Cp pentru pala 1 si 9

    0,06

    T.B. - 1 kW T.H.- 500W T.R.- 1,5 kWT. - teza T.F.-1,4kW

    0,6

    0,5

    0,4

    0,3

    C p 9_0.2A

    1 0. 2A 0,045

    0,04

    a) cazul turbinei echipate cu 6 pale nr. 9,i

    respectiv nr. 1, nclinate la 55 cu frna ncrcat

    b) pentru 3 turbine existente mpreun cu variaia coeficientului Cp al unei turbine cu pale

    nr. 9.Fig.5.4 Variaii ale coeficientului de putere Cp nfuncie deviteza aerului

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    53/61

    36

    C p r e

    l a t i v

    Tabel 5.6 Coeficientul de putere Cp al unor turbine existente

    V

    [m/s]

    C p1Turbina Bergey XL.1 1 kW,d = 2.5 m

    C p3 Turbina Hummer

    500 W, d = 2.7 [m]

    C p4 Turbina Raum

    1.5 kW, d = 2.9 [m]

    C p2 TurbinaFortis Passaat

    1,4 kW, d =3,12 [m]

    C p5 Turbina Endurance S3120 50 kW,

    d = 19.2 m 5 0,35918 0,50858 0,31295 0,19039 0,40714 6 0,3848 0,51506 0,34308 0,27544 0,44214 7 0,39486 0,46336 0,38471 0,24284 0,45428

    Tabel 5.7 Calculul coeficientului de putere relativ la turbine existente.

    V[m/s]

    C p0 Turbina det,

    d = 0.36 [m]

    C p 0/1 Turbina

    Bergey XL.1 1

    kW d = 2.5 m

    C p 0/3 Turbina

    Hummer 500 W,d = 2.7[m]

    C p 0/4 Turbina

    Raum 1.5 kW,d = 2.9 [m]

    C p 0/2Turbina Fortis

    Passaat 1,4kW, d =

    3,12 [m]

    C p 0/5TurbinaEnduranceS3120 50

    kW, d =19.2 [m]

    5 0,05554 0,05565 0,05563 0,05565 0,05562 0,05573 6 0,04686 0,04684 0,04682 0,04677 0,04689 0,04717 7 0,04081 0,04082 0,04082 0,04081 0,04092 0,04065

    Turbina Bergey XL.1 - 1kW, d=2.5 [m] Turbina Hummer - 500W, d=2.7 [m]Turbina Raum - 1,5kW, d=2.9 [m] Turbina teza, d=0.36 [m]

    Turbina Endurance S - 3120 - 50 kW, d = 19,2 [m]

    0,06

    0,05

    0,04

    0,03

    0,02

    0,01

    0

    5 6 7

    V [m/s]

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    54/61

    37

    Fig. 5.5. Valorile coeficienilorrelativi C p0/1, C p0/2, C p0/3, C p0/4, C p0/5 comparate cu C p0

    Pentru evidenierea variaiei coeficienilor de putere ai turbinelor, din relaia puterii:

    P 0 = C P 0 1 D 2

    V 3 0

    2 4

    , (5.1)

    se deduce expresia de calculul a coeficientului de putere Cp :

    C P 0 = V 3

    2

    P 0

    D2

    0

    4

    (5.2)

    n care, notaiilefolosite au urmtoarele semnificaii:

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    55/61

    38

    2

    P

    Pk

    D

    D 22

    P0 = Puterea turbinei eoliene testate n [W];

    C p0 = coeficientul de putere al turbinei testate;

    V = viteza vntului n [m/s];

    = densitatea aerului la 500 m altitudine = 1,1 [kg/m3];D0 = diametrul turbinei testate n [m].

    Scriind relaia puterii, att pentru turbina testat (indice 0), ct i pentru o turbina existent (indice k):

    P 0 = C P 0

    P k = C Pk

    1 D 2

    V 3 0

    2 4 1 D 2

    V 3 k

    2 4

    (5.3)

    (5.4)

    prin m prire se obine egalitatea:

    P C D 2

    0

    = P0

    0

    P k C Pk D k (5.5)

    din care, prin explicitare, se obine expresia coeficientului de putere al turbinei testate, relativ laturbina de referin k:

    C P 0 = C P 0 /k = C . P 0 k

    k 0

    (5.6)

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    56/61

    39

    Coeficientul CP0/k poate fi considerat drept coeficient de putere al turbinei de referina k,redus la puterea i diametrul turbinei testate.

    Aplicnd relaia (5.6), pentru datele din fig, 5.4i tab. 5.6, s-auobinut rezultatele sistematizaten tab. 5.7; valorile numerice o binute n tab. 5.7i reprezentate grafic n fig. 5.5concord suficientde bine cu valorile corespunztoare turbinei testate (Tab. 5.6).

    Din cercetrile prezentate n acest capitol se desprind urmtoarele concluzii icontribuii:

    a) S-au efectuat testri pe stand a turbinei propuse n diverse configuraii obinute prin reglarea

    parametrilor de starerelevani ai sistemului eolian: ncrcarea frnei electromagnetice(prin valoarea curentului de alimentare), numrul de pale, unghiul de nclinare a palelor(30, 45,55, 65 si 75), viteza aerului (2 -7 m/s)i profilul palelor.

    b) S-au testat pale, de aceeeai arie, cu 13 profile distincte, pe baza unui program dereglare/modificare adecvat a parametrilor de stare.

    c) Testrile au urmrit msurar ea turaiei i momentuluii implicit stabilirea puterii mecanicedezvoltate de turbina subaciunea vntului creat de tunelul aerodinamic, pentru fiecareset de valori stabilite anterior pentru parametri de stare nominalizaimai sus.

    d) S-au sistematizati prelucrat rezultatele numerice ale testrilor, pe baza de tabeleidiagrame, i s-au identificat valorile parametrilor de stare care asigur cele mai bune performane ale turbinei sub sarcin.

    e) n testrile cu frna decuplat (mers n gol), turbina a pornit de la 2 m/s, pentru fiecare tip de pal. Din datele numerice au ar tat c odat cu creterea unghiului de nclinare, cretemomentul rezistent (de frecare) ca urmare a creterii forei axiale din lagr.

    f) n cazul testrilor la mers n gol, unghiul de nclinare optim al unui anumit tip de pal estereprezentat de unghiul la care turbina realizeaz turaia maxim; aadar, la mersul n gol,

    ridicatei momente rezistente (prin frecare n lagre) ct mai reduse: astfel, pala cu nr. deordine 13 realizeaz cea mairidicat tur aie (140 rot/min)i cel mai redus moment (0.3 Nmm) pentru unghiul de nclinare de 55. Creter ea vitezei aerului, la mers n gol, estensoit att de creterea turaiei, cti de cea a momentului rezistent.

    g) La testrile sub sarcin, momentul de ncr care este controlat prin valoarea curentului de

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    57/61

    40

    alimentare a frnei electromagnetice (0, 0.1, 0.2i 0.3 A); n aceste cazuri, viteza de pornire

    a turbinei cr ete cu creterea sarcinii frnei.h) Din analiza datelor numericei grafice, rezult c, n funcie de tipul palei, puterile maxime

    ale turbinei corespund unghiurilor de nclinare de 55i 65. Dintre tipurile de pale testate,turbina prevzut cu pale nr.9 realizeaz puteri maxime, pentru toate sarcinile frnei, launghiul de nclinare de 65; rezultate apropiate sunt obinute ns i pentru unghiul denclinare de 55; spre deosebire de pala nr. 9, palele nr. 5i nr.13 realizeaz puteri maxime,apropiate de pala nr. 9, la unghiul de nclinare de 55.

    i) Testrile sub sarcin arat c prin creterea vitezei aerului se produce ocretere a puteriiturbineidatorat cu precdere creterii turaiei: n timp ce gradientul decretere al turaiei

    este relativ ridicat, gradientul decretere al momentului este redus (momentul r mnndapropape constant).

    j) Analiza comparativ a rezultatelor obinute n urmatestrilor evideniaz faptulc palele cunr. de ordine 9, 6, 5i 13 realizeaz cele mai bune performane pentru unghiuri de nclinarede 65 (palele nr 6i 9)i 55 (palele 5, 13, 9 i 6).

    k) Pe baza datelor numerice obinute din testri s-au determinat variaiile coeficientului de putere (Cp) realizat de turbin n condiiile de testare sub sarcin. Analiza comparativ, cu

    turbine existente de alte dimensiuni, arat c valorile coeficientului de putere al turbinei demici dimensiuni, testate pe stand, seafl ntr-o concordan satisf ctoare cu cele aleturbinelor de referin considerate.

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    58/61

    41

    Bibliografie

    1. Boyle G., Renewable Energy. Power for a sustainabel future, ISBN 0-19926178-4OXFORD University Press, Oxford, 20042. Bostan I., Dulgheru V., Sisteme deconversie a energiilor regenerabile, Ed.Tehnic Info., ISBN 978-955-63-076-4, 20073. Bostan I., Dulgheru V., Antologia inveniilor, vol. 3, Ed. Tehnic Info., ISBN 978-9975-80-284-0, 20094. Dudi F., Diaconescu D., Curs de mecanisme, Fascicula 1 Structura, Reprografia

    Universitii din Bra, 1989 5. Eftimie, E. Baze de date, Ed.Universitii Transilvania, Braov, ISBN 978-973-598-125-9, 20076. Late M., The Finite Element Method, Applications, Ed.Transilvania University ofBrasov, Braov, ISBN 978-973-635-659-9, 20087. Nedelcu S., V. Ilie, Utilizarea energiei vntului, Ed. Tehnic Bucureti 8. Via, I. .a. Proiectarea Funcional a mecanismelor Metode clasice i moderne, Ed.

    Lux Libris, Brasov, ISBN 973-9458-17-3, 20049. Via, I., Du, A., Renewable Energy Systems, Basics, Ed. Univ.Transilvania, ISBN 973- 635-541-1, 200510.Via, I., Du, A., Renewable Energy Systems, Applications, Ed.Univ.Transilvania, ISBN 973-635-657-4, 200611.Via I., Du A., Sustainable Energy, Transilvania University of Brasov PublishingHouse, ISBN 978-973-598-454-0, 2008.12. Barote L., Negrea I. A Wind energy probability estimation using weibull distribution

    function, Annals of the Oradea University, Volume VII(XVII)/2008, Oradea, Romnia, 29 31 mai 2008, pag. 1896 1905, ISSN: 1583 0691;13. Balan, R., Matie, V., Hancu, O., Stan, S., Rizzo,R., On-Line14. Drguin G., Negrea I., Drd. Ing. Anton B., An efficient study using solar and windenergy for a small house in area BrasovRomania , Cd-Rom Proceedings,E-16,ISBN86-83803-21-X,Conferina Internaionala

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    59/61

    42

    15. Drguin G., Negrea I., Drd. Ing. Anton Pacea B., Modalities and technology to stock

    the solar energy , Simpozionul International Research and Education in Innovation Era,Proceedings of the International Symposium, pagina 285 - 289, ISBN: 9978-973-752-110-1Universitatea Aurel Vlaicu din Arad, Arad, Romnia, 16-18 Noiembrie 2006;16. Drguin G., Enoiu R., Negrea I.,Small axial flow turbines a solution for clean andcheap energy in every home, Conferina tiinifica cu participare internaional, Inter -Ing 2007, Trgu Mure, Romnia, 15-16 Noimbrie 2007, ISSN1843 780X;17. American Wind Energy Association (AWEA) (2004), Global market report 2004,

    Washington, D.C.(http://www.awea.org/pubs/documents/globalmarket2004.pdf)18. International Energy Agency (IEA) (2003), Key world energy statistics, Paris,France. (http://library.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2003/key2003.pdf)19.Puna,E.,Instrumente pentru msurarea caracteristicilor

    vntului,http://www.didactic.ro/files/4/determinare_caracteristici_vant.pdf20. http://www.ewea.org/index.php?id=166521. http://www.windpower.org/en/tour/design/horver.htm

    http://www.awea.org/pubs/documents/globalmarket2004.pdfhttp://www.awea.org/pubs/documents/globalmarket2004.pdfhttp://library.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2003/key2003.pdfhttp://library.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2003/key2003.pdfhttp://www.didactic.ro/files/4/determinare_caracteristici_vant.pdfhttp://www.ewea.org/index.phphttp://www.ewea.org/index.phphttp://www.didactic.ro/files/4/determinare_caracteristici_vant.pdfhttp://library.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2003/key2003.pdfhttp://library.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2003/key2003.pdfhttp://library.iea.org/dbtw-wpd/Textbase/nppdf/free/2003/key2003.pdfhttp://www.awea.org/pubs/documents/globalmarket2004.pdfhttp://www.awea.org/pubs/documents/globalmarket2004.pdfhttp://www.awea.org/pubs/documents/globalmarket2004.pdf
  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    60/61

    43

  • 8/10/2019 Eoliana de Mica Putere

    61/61


Recommended