ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРУСНОЙ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ С ВЫСОКИМИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ В ВИРТУАЛЬНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ AUTODESK FLOW DESIGN
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2025-141-6-330-339Ключевые слова:
парус, ветроэлектростанция, модифицированный парус, Autodesk Flow Design, колебательный рабочий орган, SolidWorksАннотация
В настоящее время в области ветроэнергетики широко применяются ветроэлектростанции турбинного типа с осью вращения. Однако из-за ряда присущих им недостатков в последние годы предлагаются новые типы ветроустановок с колебательным рабочим органом без вращающихся лопастей. Одним из таких устройств является рассмотренная в данной статье парусная ветроэлектростанция с колебательным рабочим органом. Особенностью работы и способа выработки энергии, исследуемой ветроэлектростанции является наличие у неё модифицированного тороидального паруса с закрученным аэродинамическим профилем. Для обеспечения надёжности работы и повышения эффективности выработки энергии было проведено исследование тороидального паруса, обладающего высокими аэродинамическими характеристиками. С целью подтверждения преимуществ выбранного тороидального паруса были смоделированы 3D-модели девяти различных парусов — тороидальных и нетороидальных форм — в программном пакете SolidWorks. Полученные 3D-модели были помещены и испытаны в виртуальной аэродинамической трубе программной среды Autodesk Flow Design. На основе сравнительного анализа аэродинамических подъёмных и лобовых сил определён тип тороидального паруса, который вносит наибольший вклад в повышение эффективности выработки энергии парусной ветроэлектростанции.
Библиографические ссылки
[1] D. W. Alan, L. J. Fingersh, M. J. Balas, Testing state space controls for the Control Advanced Research Turbine. 44th Meeting and Exhibit on Aerospace Sciences, Reno, Nevada, pp. 9-12, Jan. 2006.
[2] M. Bayat, H. Karegar, Predictive control of wind energy conversion system. 1st International Conference on Developments in Renewable Energy Technology (ICDRET), pp. 1-5, Dec. 2009.
[3] I. Tsoumas, A. Safacas, E. Tsimplostefanakis, E. Tatakis, An optimal control strategy of a variable speed wind energy conversion system. Sixth International Conference on Electrical Machines and Systems, vol.1. ICEMS 2003, pp. 274-277, 2003.
[4] F. Karim, M. F. Hossain, M. S. Alam, Modified Hill Climb Searching Method For Tracking Maximum Power Point In Wind Energy Conversion Systems. Proceedings International Conference on Mechanical Engineering (ICME), pp. 18-20, Dec. 2011.
[5] Mahmoud M. Hussein, Tomonobu Senjyu, Mohamed Orabi, Mohamed A. A. Wahab, Mohamed M. Hamada, Simple Sensorless Maximum Power Extraction Control for a Variable Speed Wind Energy Conversion System. International Journal of Renewable and Sustainable Energy, Vol. 1, No. 1, pp. 1-10, 2012. doi: 10.11648/j.ijrse.20120101.11.
[6] J. W. Perng, G. Y. Chen, S. C. Hsieh, Optimal PID Controller Design Based on PSO-RBFNN for Wind Turbine Systems. Energies. vol. 7, pp. 191-209, 2014.
[7] J. Hostettler, X. Wang, Sliding mode control of a permanent magnet synchronous generator for variable speed wind energy conversion systems. Jou.of Cont.Sci. and Engg., vol. 3, no.1, pp. 453-459, 2015.
[8] A. Karakaya, E. Karaka, Implementation of neural network-based maximum power tracking control for wind turbine generators. Turk J Elec Eng & Comp Sci, vol. 22, pp. 1410-1422, 2014.
[9] M. Lima, J. Silvino, P. de Resende, H∞ control for a variable speed adjustable-pitch wind energy conversion system. IEEE Proceedings Ind. Electronics and International Symposium (ISIE), vol. 2, pp. 556-561, 1999.
[10] R. Rocha, P. Resende, J. L. Silvino, M. V. Bortolus, Control of stall regulated wind turbine through H/sub /spl infin// loop shaping method. Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Control Applications (CCA'01) (Cat. No.01CH37204), pp. 925-929, 2001, doi: 10.1109/CCA.2001.973988.
[11] R. Rocha, L. Filho, A multivariable H∞ control for wind energy conversion system. IEEE Proceedings Int., Conference on Control Appl., (CCA), vol. 1, pp.206-211, Jun. 2003.
[12] K.S. Sholanov, A. Kabanbayev, K.M. Abzhaparov, Study and Selection of Parameters of Automatically Controlled Wind Power Station with Swaying Sails. International journal of renewable energy research, Vol.11, No.2, pp. 723-737, June, 2020.
[13] K.S. Sholanov, Parallel Manipulators of Robots. Theory and Applications. Springer, 2021. 161 p.
[14] M. Ceccarelli, Fundamentals of Mechanics of Robotic Manipulation. Kluwer. Springer, Dordrecht, ISBN 1-4020—1810-X. p. 202, 2004.
[15] T. Melin, Parametric Airfoil Catalog: An Aerodynamic and Geometric Comparison Between Parametrized and Point Cloud Airfoils. 2-nd ed., Linkӧping University, Linkӧping, Sweden. 2013 р-195.
[16] H.K. Khalil, Nonlinear systems. Prentice hall. p. 750, 2002.
[17] R.C. Dorf, R.H. Bishop, Modern control systems. Prentice Hall, 2003, pp.831.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2026 BERIK MIRZABAYEV
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
