| DOI | https://doi.org/10.15407/pmach2023.02.024 |
| Журнал | Проблеми машинобудування |
| Видавець | Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| ISSN | 2709-2984 (print), 2709-2992 (online) |
| Випуск | Том 26, № 2, 2023 (червень) |
| Сторінки | 24–33 |
Автори
Alexander Hirschl, Університет прикладних наук Technikum Wien (Höchstädtplatz 6, 1200 Відень, Австрія), e-mail: hirschl@technikum-wien.at, ORCID: 0009-0009-8351-1415
Daniel Österreicher, Університет прикладних наук Technikum Wien (Höchstädtplatz 6, 1200 Відень, Австрія), e-mail: daniel.oesterreicher@technikum-wien.at
Анотація
Малі вітрові турбіни можуть бути доповненням до фотоелектричних систем і викликати інтерес у зв’язку зі зростанням цін на енергію. Результати вимірювань показують, що деякі місця на будівлі та навколо неї не підходять для встановлення вітрових турбін, тоді як в інших спостерігається підвищений потенціал вітру. З технічної точки зору, через обмежений простір монтаж на даху є цікавою альтернативою вільному монтажу на щоглі. З цієї причини було виміряно вплив форми даху на потік на будівлі та за нею, а також досліджено ефективність двох різних типів невеликих вітрових турбін. У проекті оцінювали турбіни VertikonM з вертикальною віссю та гвинтоподібними робочими лопатками та вітряну турбіну Superwind 1250 з горизонтальною віссю та керуванням кроком відцентрової сили. Результати показали, що на двосхилих дахах на висоті втулки (7 м) спостерігається збільшення швидкості вітру в середньому на 0,2 м/с. Для порівняння, на плоских дахах на висоті втулки (7 м) спостерігається збільшення на 0,4 м/с. Що стосується ефективності турбін, то висока турбулентність на даху ніби нівелює цей ефект. Ефективність малої вітрової турбіни з горизонтальною віссю не збільшилася порівняно з двосхилим дахом і окремою щоглою. Для турбіни з вертикальною віссю між окремою щоглою та двосхилим дахом було досягнуто зростання потужності в 2,23 рази. Основною причиною збільшення потужності є вертикальний потік вітру над двосхилим дахом. Експеримент проводився в енергетичному дослідницькому парку Lichtenegg (Нижня Австрія), і його результати дозволяють краще визначити всі ефекти, які впливають на вихідну потужність турбіни.
Ключові слова: мала вітрова турбіна; дах будівлі; швидкість вітру; інтенсивність турбулентності; потужність.
Література
- Leeb K. Potential small wind power in Austria. Proceedings of the 1 Internationale Kleinwindtagung, Austria, Vienna, 16 April 2015. Austria, Vienna: FH Technikum Wien, 2015. P. 4–8.
- Peña A., Bechmann A., Conti D., Angelou N., Mikkelsen T., Friis P. Should we really be concerned about obstacles in wind resource assessment: Conference presentation. EWEA – Europe’s Premier Wind Energy Event, France, Paris, November 17–20 2015. France, Paris: European Wind Energy Association, 2015. http://www.ewea.org/annual2015/conference/allposters/PO142.pdf.
- Wind turbines. Part 12-1: Power performance measurements of electricity producing wind turbines IEC 61400-12-1: International Standard. International Electrotechnical Commission, 2017. 317 p.
- Tominaga Y., Akabayashi S. I., Kitahara T., Arinami Y. Air flow around isolated gable-roof buildings with different roof pitches: Wind tunnel experiments and CFD simulations. Building and Environment. 2015. Vol. 84. P. 204–213. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.11.012.
- Ledo L., Kosasih P. B., Cooper P. Roof mounting site analysis for micro-wind turbines. Renewable energy. 2011. Vol. 36. Iss. 5. P. 1379–1391. ttps://doi.org/10.1016/j.renene.2010.10.030.
- Abohela I., Hamza N., Dudek S. Effect of roof shape, wind direction, building height and urban configuration on the energy yield and positioning of roof mounted wind turbines. Renewable energy. 2013. Vol. 50. P. 1106–1118. https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.08.068.
Надійшла до редакції 12.04.2023