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El principio de diseño de la nueva turbina eólica de eje vertical (tipo H)

En vista del hecho de que muchos internautas están interesados ​​en el principio de diseño del nuevo eje vertical Turbina eólica (tipo H), aquí profundizaré en algunos principios de diseño e indicadores técnicos, con la esperanza de brindarles a todos una comprensión más profunda.

El primer aerogenerador de eje vertical era una estructura curva de dos palas (tipo φ o Darieu). Debido a su pequeña área de viento y su alta velocidad inicial del viento, no se ha desarrollado vigorosamente. Nuestro país también ha hecho algunos intentos en los últimos años, pero los resultados siempre han sido insatisfactorios. Un amigo preguntó: ¿Por qué utilizar un diseño en forma de φ en lugar de la estructura actual en forma de H? De hecho, esto está estrechamente relacionado con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, especialmente el desarrollo de las computadoras. Dado que el diseño de la turbina eólica de eje vertical en forma de H requiere una gran cantidad de cálculos de mecánica de poros y cálculos de simulación digital, los cálculos manuales llevarán al menos varios años y no se pueden obtener resultados correctos en un solo cálculo. Las computadoras no estaban muy desarrolladas y la gente simplemente no puede completar esta idea de diseño.

Debido a las necesidades de aplicaciones especiales, mi país tomó la iniciativa en la realización de esta investigación en 2001 y continuó mejorando el producto en los dos años siguientes. A principios de 2003, el producto maduró y el sistema híbrido eólico-solar con esta nueva turbina eólica de eje vertical como equipo principal fue ampliamente adoptado en islas y fronteras.

Actualmente, MUCE y una empresa japonesa son las principales unidades de I+D y producción de este producto en el mundo.

A continuación explicaré en detalle los principios técnicos de la turbina eólica de eje vertical tipo H:

1. Principios técnicos

Esta tecnología utiliza el principio de mecánica de poros y está dirigido a la simulación vertical en túnel de viento de la rotación del eje, las palas tienen la forma del ala de un avión, de modo que la rueda de viento no se ve afectada por la deformación al girar, cambiando su eficiencia. Se compone de 4-5 palas dispuestas verticalmente. La rueda de viento se compone de una biela fijada con un cubo de 4 o 5 ángulos y conectada a las palas. La rueda de viento impulsa el generador de imanes permanentes de tierras raras para generar electricidad, que se envía al controlador para controlar y transmitir la energía eléctrica utilizada por la carga.

De acuerdo con la teoría y los principios técnicos de la pista de aire, se puede seleccionar la sección perpendicular al eje del ventilador para el cálculo del modelo. Según el tamaño real de las palas, la distancia entre los ejes de rotación de cada pala es de n metros. La tecnología CFD se utiliza para calcular los coeficientes aerodinámicos simulados y el método numérico discreto se utiliza para resolver la fuerza aerodinámica del perfil aerodinámico. El método de cuadrícula se utiliza para comparar la distribución de vórtices de los flujos del número de Reynolds y se forman los principales resultados de los cálculos de simulación numérica de la ecuación de Navier-Stokes con números de Reynolds altos.

Utilizando el principio de generación de energía de materiales magnéticos permanentes de tierras raras, combinado con los principios mecánicos de ruedas de viento y orificios de aire, adopta una estructura de accionamiento directo para girar y generar energía.

Tecnología patentada: un aerogenerador (número de patente: ZL200420081310.2).

2. Características de potencia

Según el principio de la turbina eólica tipo H, la velocidad de la rueda eólica aumenta rápidamente (el par aumenta rápidamente), la velocidad de generación de energía también aumenta en consecuencia y la curva de generación de energía se completa (como se muestra en la imagen a continuación). Con la misma potencia, la velocidad nominal del viento de la turbina eólica de eje vertical es menor que la de la turbina eólica de eje horizontal existente, y también puede generar más energía cuando funciona a bajas velocidades del viento.

En tercer lugar, estructura

Debido a que esta estructura de diseño adopta el principio mecánico de orificios de aire especiales, el método de conexión del método de vector triangular y el principio de estructura de accionamiento directo, la fuerza sobre el La rueda de viento se concentra principalmente en el cubo y tiene una fuerte resistencia al viento. Este diseño también se caracteriza por su impacto en el entorno. Las ventajas del nuevo aerogenerador de eje vertical son muy evidentes debido a su funcionamiento silencioso y sus bajas interferencias electromagnéticas.

Diagrama estructural del sistema de generación de energía eólica con generador de imán permanente de palas lineales de eje vertical

Adjunto: Comparación de fuentes eólicas de eje vertical existentes:

En la actualidad, Japón es El eje vertical de este tipo es el mayor productor de productos de sistemas de generación de energía eólica axial (la investigación comenzó en 2002), el Reino Unido, Canadá y otros países lo están desarrollando actualmente. Los productos de estos países utilizan principalmente bielas paralelas en el diseño de turbinas eólicas, que tienen mayores requisitos para el eje de salida del generador, estructuras relativamente complejas y muchos procedimientos de instalación in situ. Además, desde un análisis mecánico, a mayor potencia, más largas serán las palas, mayor será la distancia entre el punto central de las varillas paralelas y el punto central del eje del generador, y peor será la resistencia al viento. Por lo tanto, MUCE utiliza el método del vector triangular para compensar algunas de las deficiencias anteriores.