Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej dla różnych kątów nachylenia łopat turbiny wiatrowej

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej dla różnych kątów nachylenia łopat turbiny wiatrowej"

Klaudia Wiśniewska
6 lat temu
Przeglądów:

1 POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Instrukcja do zajęć laboratoryjnych dla różnych kątów nachylenia łopat turbiny wiatrowej Ćwiczenie nr 3 Laboratorium z przedmiotu Odnawialne źródła energii Kod: OM1302 Opracował: dr inż. Tomasz Teleszewski Białystok, luty 2017

Rys. 1. Kąt natarcia łopaty turbiny wiatrowej.

2 1. Wprowadzenie Moc elektrowni wiatrowych zależy od kąta natarcia (rys.1) łopat turbiny wiatrowej. Zmiana kąt natarcia powoduje zmniejszenie lub zwiększenie siły nośnej profilu i jest powszechnie stosowana w regulacji mocy turbin wiatrowych. Rys. 1. Kąt natarcia łopaty turbiny wiatrowej. Do prawidłowego zaprojektowania łopaty turbiny niezbędna jest znajomość charakterystyk profili łopat turbiny wiatrowej. Przykład zależności współczynnika siły nośnej od kąta natarcia profilu NACA 0012 został przedstawiony na rysunku 2. Rys..2 Charakterystyka profilu NACA

2. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki mocy modelowej turbiny wiatrowej w zależności od kąta nachylenia

3 2. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki mocy modelowej turbiny wiatrowej w zależności od kąta nachylenia łopat turbiny P=f( ) oraz zależności prędkości obrotowej turbiny od kąta nachylenia łopat w turbiny n=f( ) w tunelu aerodynamicznym przy stałej prędkości powietrza. 3. Metodyka badań a) opis stanowiska badawczego modelowej turbiny wiatrowej Rys. 3. Schemat stanowiska badawczego: 1-wentylator, 2-tunel aerodynamiczny, 3-rurka Pitota, 4- model turbiny wiatrowej, 5- jednostka sterująca, 6 komputer, 7 jednostka INIT1 Rys. 4. Widok pulpitu programu SCADA 3

4 b) przebieg realizacji eksperymentu (rys. 3) 1) Ustawić pierwszy wybrany (tab. 1) kąt nachylenia łopat modelu turbiny elektrowni wiatrowej (4) 2) Włączyć jednostkę sterującą 5 3) Włączyć jednostkę INIT1 4) Włączyć DC Lamp 1 i 2 (INIT1) 5) Ustawić Load select w pozycji 2 6) Włączyć rejestrator, klikając na ikonkę START. 7) Ustawić MEAS w pozycji BEFORE. 8) Ustawić nastawę 10 % (prędkość powietrza) suwakiem (AVE-1). 9) Odczytać pięciokrotnie prędkość przepływu powietrza (SVA-1) oraz prędkość obrotową turbiny (SV-1). 10) Odczytać pięciokrotnie napięcie (V_D) oraz natężenie prądu (I-DC). 11) Wyniki zapisać do tabeli 1. 12) Powtórzyć czynności 9-11 dla pozostałych kątów nachylenia łopaty (tab.1) Po wykonaniu ćwiczenia należy wyłączyć wentylator (1), przesuwając suwak (AVE-1) na pozycję 0. c) prezentacja i analiza wyników badań Na podstawie wykonanych pomiarów wielkości charakterystycznych wykreślić charakterystyki P =f( ), n=f( ) Podstawowe wielkości należy wyznaczyć z następujących wzorów: 1) moc modelowej turbiny wiatrowej: P U I W (1) gdzie: U - jest to napięcie [V], I - jest to natężenie prądu [A]. Wyniki badań oraz obliczeń charakterystycznych wielkość turbiny należy zapisać w tabeli 1. 4

5 Tabela 1. Zestawienie wyników pomiarów oraz obliczeń. Nastawa nwentmax: 10% v v sr n n sr U U sr I I sr P sr st. m/s m/s obr/min obr/min V V A A W Imię i nazwisko studenta: Data wykonania ćwiczenia: 4. Wymagania BHP Do wykonania ćwiczeń dopuszczeni są studenci, którzy zostali przeszkoleni (na pierwszych zajęciach) w zakresie szczegółowych przepisów BHP obowiązujących w laboratorium. W trakcie wykonywania ćwiczeń obowiązuje ścisłe przestrzeganie przepisów porządkowych i dokładne wykonywanie poleceń prowadzącego. Wszystkie czynności związane z uruchamianiem urządzeń elektrycznych należy wykonywać za zgodą prowadzącego zajęcia. Zabrania się manipulowania przy wszystkich urządzeniach i przewodach elektrycznych bez polecenia prowadzącego. 5

6 5. Sprawozdania studenckie Sprawozdania studenckie powinno zawierać następujące informacje: 1) Skład osobowy grupy oraz podpisy, nazwę kierunku studiów, laboratorium i tytuł ćwiczenia, datę wykonania ćwiczenia, 2) Określenie poszczególnych zadań wraz z ich rozwiązaniem: a) cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego, b) niezbędne związki teoretyczne, c) opis rzeczywistego stanowiska badawczego, d) przebieg realizacji eksperymentu, e) wykonanie potrzebnych przeliczeń i zestawień, f) wykresy i charakterystyki (sporządzone na papierze milimetrowym), g) zestawienie i analiza wyników badań. 3) Analiza dokładności pomiarów. 4) Posumowanie uzyskanych wyników w postaci syntetycznych wniosków. 5) Zestawienie łączników (protokołów, taśm rejestracyjnych, itp.). 6. Literatura 1. Foit H.: Zastosowanie odnawialnych źródeł ciepła w ogrzewnictwie i wentylacji, Gliwice, Klugmann-Radziemska E.: Odnawialne źródła energii : przykłady obliczeniowe, Gdańsk, BoczarT.:Wykorzystanie energii wiatru, Warszawa, Gronowicz J.: Niekonwencjonalne źródła energii, Radom, Aldo Vieira da Rosa: Fundamentals of renewable energy processes, Amsterdam, L. Kołodziejczyk, S. Mańkowski, M. Rubik: Pomiary w inżynierii sanitarnej, Arkady Warszawa

Podobne dokumenty

Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej w funkcji prędkości wiatru

Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej w funkcji prędkości wiatru POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Instrukcja do zajęć laboratoryjnych w funkcji prędkości wiatru Ćwiczenie nr 1 Laboratorium z przedmiotu Odnawialne źródła energii Kod: