از مباحث چالش بر انگیز در بهره گیری از انرژی بادی، استفاده از توربین های بادی در مناطق شهری است. با توجه به ساختار این مناطق، معمولا توربین های بادی محور عمودی (داریوس-ساوینیوس) که مستقل از جهت باد عمل می کنند استفاده شود. همچنین با توجه به محدودیت فضای مناطق شهری بررسی پارامترهای توربین ها در ابعاد مایکرو امری مهم و اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. هدف این پژوهش بررسی این توربین ها، پارامترهای تأثیرگذار و بهبود عمل کرد آن ها است. به منظور روش انجام پژوهش دو توربین ساوینیوس و داریوس در ابعاد مایکرو طراحی و ساخته شده اند و عملکرد آیرودینامیکی آن ها با بدست آوردن نمودار ضریب توان بر حسب نسبت سرعت نوک پره مورد مطالعه قرار گرفته است. تأثیر سرعت باد بر توربین ساوینیوس به صورت تجربی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که این توربین در سرعت های باد پایین عملکرد بهتری دارد. بخشی از خلاقیت و نوآوری این پژوهش ساخت توربین داریوسی بوده که امکان تغییر برخی پارامترهای تأثیرگذار را داشته باشد. این طراحی باعث کاهش هزینه ها است. دو پارامتر نسبت ابعاد و جایگاه بازوی نگه دارنده پره ها در توربین داریوس به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج آزمایش ها بهترین جایگاه بازوی نگه دارنده پره ها، ابتدا و انتهای پره است و توربین با نسبت ابعاد یک بهترین عملکرد را دارد.

در این مقاله مراحل شش گانه مطالعات فنی آرایش توربین ها در یک نیروگاه برق بادی ارایه شده است. به نحوه آرایش توربین های یک سایت نمونه نیروگاه برق بادی در اتریش و نیروگاه برق بادی منجیل اشاره و ضمن ارایه روش تجربی برای تعیین حداقل فاصله بین توربین ها بر روی شبیه سازی کامپیوتری سایت نیروگاه قبل از سرمایه گذاری تاکید شده است.

لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

توربین های بادی داریوس و ساونیوس که از جمله توربین های بادی محور عمودی محسوب می شوند، به دلیل طراحی ساده و عدم وابستگی به جهت باد، موردتوجه محققان قرارگرفته اند. توربین داریوس باوجود بازده بالاتر نسبت به ساونیوس، با مشکل اساسی راه اندازی خودکار روبرو است. هدف از مطالعه حاضر، ترکیب توربین داریوس با ساونیوس، جهت دست یابی به مدلی با گشتاور راه اندازی و محدوده عملکرد مناسب، است. ابتدا یک مدل شامل سه پره داریوس از نوع مستقیم و دو پره ساونیوس، شبیه سازی می گردد و به منظور بهبود عملکرد، زاویه کمان پره های ساونیوس و صلبیت پره های داریوس تغییر می یابند. با دستیابی به زاویه کمان و صلبیت بهینه و ترکیب آن ها، قابلیت مدل ترکیبی اولیه بهبود داده می شود. شبیه سازی به صورت دو بعدی و با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی انجام پذیرفته و برای چرخش توربین از شبکه بندی متحرک، استفاده شده است. مطابق با نتایج، ترکیب توربین داریوس با ساونیوس تاثیر مطلوبی بر راه اندازی خودکار و یکنواخت کردن منحنی عملکرد توربین دارد. همچنین مشاهده گردید که صلبیت 75.0 برای ایرفویل و زاویه 150 درجه برای کمان پره ساونیوس، حالت های بهینه شده از نظر بیشینه ضریب توان، گشتاور راه اندازی و محدوده عملکرد می باشند که با بهره گیری هم زمان، مدل ترکیبی با حداکثر عملکرد به دست می آید.