为风力涡轮机增加第二个较小转子的好处

Hui Hu选择了典型风力涡轮机的3D打印模型，并开始解释大型高大三叶片机器的两个问题。

首先，爱荷华州立大学航空航天工程教授说，检查每个叶片的基础。它们是大而圆的结构件。它们的形状不像翼型。因此他们不会收获任何风，使涡轮机的能量收获减少约5%。

其次，大叶片会扰乱风，在它们后面形成一个尾流并减少任何顺风涡轮机的能量收获。胡说，根据情况，坐在另一个滑流中的涡轮机可能会损失8到40%的能源产量。

这些损失促使胡安和爱荷华州航空航天工程助理教授Anupam Sharma寻求解决方案。他们的数据显示他们找到了一个。

胡回到他的风力涡轮机模型：看看这两个，他说。看看我们做了什么?

他们所做的是增加一个更小的二级转子。一个型号有三个大刀片和三个迷你刀片从同一个轮毂发芽。另一个有一个安装在大转子前面的小型二级转子，两组叶片由机舱隔开，机舱顶部安装有发电机械。

“为了解决这些问题，我们在涡轮机上安装了一个小转子，”胡说。“我们发现，在同一座塔上有两个转子，你可以获得更多能量。”

通过实验室测试和计算机模拟，Hui和Sharma发现这些额外的叶片可以使风电场的能量收获增加18%。

“这些是我们正在谈论的相当成熟的技术 - 增加10%到20%是一个很大的变化，”夏尔马说。

爱荷华州能源中心向胡和夏尔马捐赠了一年，116,000美元，以启动他们对双转子的研究。(这两位获得能源中心2014年可再生能源影响奖的转子项目。)科学基金会正在支持继续研究三年330,000美元的拨款。

胡正在爱荷华州的空气动力/大气边界层风和阵风隧道中进行实验，以研究双转子的想法。他正在测量功率输出和风荷载。他还使用粒子图像测速技术来测量和理解空气穿过旋转涡轮机时的流动物理特性。

例如，唤醒是如何分配的?旋转的漩涡在哪里?如何操纵尾流来降低空气并为风荷载充电?

胡博士是博士后研究员魏天，以及博士生Zhenyu Wang和Anand Ozbay。

Sharma正在使用先进的计算机模拟，包括高保真计算流体动力学分析和大涡模拟，以找到双转子涡轮机的最佳空气动力学设计。例如，第二个转子应该位于何处?它应该有多大?它应该是什么样的翼型?它应该在与主旋翼相同的方向上旋转还是在相反的方向旋转?

Sharma由两位博士生Aaron Rosenberg和Behnam Moghadassian协助。

胡说，夏尔马的计算机建模将推动他将带回风洞的下一代实验模型的设计。

“我们希望能够获得更好的表现，”胡说。

通过在风力涡轮机中增加第二个转子来寻找更好性能的想法来自之前的研究。胡和他的研究小组使用风洞试验来了解丘陵，山谷和涡轮机的位置如何影响陆上风电场的生产力。

他们学到的一件事是，在另一台涡轮机之后，平地上的涡轮机会损失大量的电力。这让胡和他的合作者有另一个问题需要研究。

“当我们学习更多时，我们会学到更多，”胡说。“因此我们发现了更多的问题。在研究中，最困难的事情不是解决问题，而是找到了问题。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！