ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ОПТИМИЗАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2025-140-5-362-370Ключевые слова:
ветряная турбина, диффузор, конфузор, энергетика, аэродинамика, возобновляемые источники энергии, энергосбережениеАннотация
В данной статье изучены виды ветроагрегатов, действующих по всему миру, с особым акцентом на применение в условиях Казахстана, направлены на рассмотрение инженерных решений, способных обеспечить повышение эффективности ветроэнергетических установок различных размеров и конструкций, а также, как следствие, приведены решения о предоставлении новой установки. Это связано с тем, что одной из основных проблем при их использовании являются нестабильные ветровые условия: средняя годовая скорость ветра низкая и турбулентность высокая. Эти факторы требуют пересмотра традиционных конструктивных решений. Суровые климатические условия Казахстана, в том числе низкие температуры и частые явления оледенения, создают серьезные риски при эксплуатации ветроустановок. В результате литературно-патентного обзора был предложен новая установка на основе прототипа. Показаны схемы предложенного способа усовершенствования конструкции ветроагрегата. Это связано с тем, что небольшие ветрогенераторы (до 100 кВт) могут широко использоваться в автономных и распределенных системах энергоснабжения, особенно в отдаленных и труднодоступных районах.
Библиографические ссылки
[1] Law of the Republic of Kazakhstan «On Support of the Use of Renewable Energy Sources» dated July 4, 2009 No. 165 IV (with amendments and additions as of September 9, 2024): https://online.zakon.kz/Document/?doc_id=30445263
[2] Message of the President of the Republic of Kazakhstan dated January 10, 2018: https://www.akorda.kz/ru/addresses/addresses_of_president/poslanie-prezidenta-respubliki-kazahstan-n-nazarbaeva-narodu-kazahstana-10-yanvarya-2018-g
[3] Paris Agreement (2015):
https://unfccc. int/sites/default/files/english_paris_agreement.pdf
[4] Web source: https: //e360.yale . edu / digest / china - solar - global - south
[5] Web source: https://www.pv-magazine.com/2023/11/07/china-expected-to-dominate-solar-manufacturing-through-2026/
[6] Jaszczur, M., Borowski, M., Halibart, J., Zwolińska - Glądys, K., Marczak, P. (2024). Optimization of the Small Wind Turbine Design-Performance Analysis. Computation 12.215.10.3390/computation12110215.
[7] Xudong Wang, Wen Zhong Shen, Wei Jun Zhu, Jens Nørkær Sørensen, Jin Chen. (2009). Shape optimization of wind turbine blades. Wind Energy. 12.781 - 803. 10.1002/we.335.
[8] Hossein, S. D., Ruxandra M. B., Mohsen S. D., Harun Ch., Hasan H. Numerical and experimental investigation of Darrieus vertical axis wind turbines to enhance self-starting at low wind speeds, Results in Engineering, Volume 24, 2024, 103240, ISSN 2590-1230
[9] Laakso, T. Baring-Gould, I. Durstewitz , M. Horbaty, R., Lacroix, A., Peltola, Esa, Ronsten, G., Tallhaug, L., Wallenius, T. (2010). State-of-the-art of wind energy in cold climates. English. 152.
[10] Laakso, T., Holttinen, H., Ronsten, G., Tallhaug, L., Horbaty, R., Baring-Gould, I., Lacroix, A., Peltola, E., Tammelin, B. State-of-the-art of wind energy in cold climate, IEA Wind Annex XIX, 53 p. http: arcticwind.vtt.fi
[11] Laakso, T., Peltola, E., Antikainen, P., Peuranen, S. Comparison of ice detectors for wind turbines, Proceedings of BOREAS VI (Ed. B. Tammelin et al.), Pyhätunturi , Finland 2003. CD-ROM. Finnish Meteorological Institute.
[12] Nunes, L. J., Casau, M., Dias, M. F., Matias, J. C. O., Teixeira, L. C. Agroforest woody residual biomass-to-energy supply chain analysis: feasible and sustainable renewable resource exploitation for an alternative to fossil fuels, Results in Eng. 17 (2023) 101010, https: //doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101010.
[13] Shaker, L. M., Mohammed, J. K., Basem, A., Halbos, R. J., Mahdi, R. R., Mohammed, S. A., Al Lami, M. H. Comparative analysis of solar cells and hydrogen fuels: a mini-review, Results in Eng. 23 (2024) 102507, https://doi.org/10.1016/j. rineng.2024.102507.
[14] Schaffarczyk, A.P. Introduction to Wind Turbine Aerodynamics, 3rd ed.; Springer Nature: Cham, Switzerland, 2024. 2. Kalmikov, A. Wind power fundamentals. In Wind Energy Engineering. A Handbook for Onshore and Offshore Wind Turbines, 2nd ed.; Letcher, T.M., Ed.; Academic Press: London, UK, 2023.
[15] Wood, D. Small Wind Turbines: Analysis, Design, and Application; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2011.
[16] Kalmikov, A. Wind power fundamentals. In Wind Energy Engineering. A Handbook for Onshore and Offshore Wind Turbines, 2nd ed.; Letcher, T.M., Ed.; Academic Press: London, UK, 2023.
[17] James, P.A.B., Bahaj, A.B.S. Small-scale wind turbines. In Wind Energy Engineering. A Handbook for Onshore and Offshore Wind Turbines, 2nd ed.; Letcher, T.M., Ed.; Academic Press: London, UK, 2023.
[18] Bontempo, R. Manna, M. The Joukowsky rotor for diffuser augmented wind turbines: Design and analysis. Energy Convers. Manag .2022, 252, 114952. CrossRef
[19] Uchida, T., Taniyama, Fukatani, Y., Nakano, Y., Bai, M., Yoshida, Z., Inui, T. M. A New Wind Turbine CFD Modeling Method Based on a Porous Disk Approach for Practical Wind Farm Design. Energies 2020, 13, 3197. CrossRef
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
Лицензия
Copyright (c) 2025 Диас Нуржанов, Гульмира Акимбек, Гульчат Есжанова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
