Taiwan: i ricercatori hanno perfezionato la generazione di energia per piccole turbine eoliche tramite la stampa 3D
Nella recente pubblicazione ” Piccola generazione di energia eolica che utilizza complesse turbine a profilo alare “, i ricercatori di Taiwan hanno stampato in 3D una piccola turbina eolica per la generazione di piccola energia in servizi pubblici come i lampioni.
L’uso delle turbine eoliche continua ad aumentare in tutto il mondo e, come ricordano i ricercatori, il vento è una fonte infinita di energia; tuttavia, la sua fornitura in un determinato luogo e orario non è sempre garantita. Le variazioni di velocità sono un grande motivo per la potenza irregolare generata dalle turbine, di cui esistono due tipi: turbina eolica ad asse orizzontale (HAWT) e turbina eolica ad asse verticale (VAWT). Storicamente, molti ricercatori hanno tentato di perfezionare l’efficienza della turbina, in particolare quelli con componenti più piccoli. Le pale a passo variabile possono risolvere problemi di coppia, mentre l’uso di angoli della lama diversi aumenta la potenza.
Oggi, un sistema di generazione di energia a prezzi accessibili per le città che hanno un vento più basso – e imprevedibilmente così – funziona bene con pale a passo fisso e angolo di attacco fisso. Per questo studio, i ricercatori raccomandano una turbina che agisce da sola, usando un profilo aerodinamico complesso per le migliori prestazioni tra le pale.
“Le pale a forma di profilo aerodinamico sono montate sui montanti della turbina eolica a tre pale con rotore H per migliorare i vantaggi delle pale delle turbine sia verticali che orizzontali”, hanno affermato i ricercatori. “Entrambe le pale della turbina lavorano sullo stesso albero per ottenere la massima potenza da flussi turbolenti vicini al suolo. Il design del sistema considera anche come ridurre la resistenza delle pale orizzontali impedendo la rotazione delle pale verticali. “
Con il loro nuovo design alare, le raffiche provenienti da tutte le direzioni possono creare una migliore efficienza. Autodesk Flow Design è stato utilizzato per l’analisi della simulazione del sistema. Alla fine, i ricercatori hanno realizzato un “miglioramento dell’efficienza” del 15,3%.
Esperimenti per valutare le prestazioni del complesso sistema di profili alari sono stati condotti con deflettori dell’aria in un caso, ma non nell’altro. Sono stati dati tre diversi test di prestazione:
RPM di VAWT in varie condizioni AoA delle pale orizzontali
Uscita di tensione di VAWT in varie condizioni AoA delle pale orizzontali
Velocità di taglio del VAWT in varie condizioni AoA delle pale orizzontali
“Nel caso dell’aggiunta del deflettore ai test considerati come condizioni di lavoro sul tetto, si verifica un aumento delle prestazioni di circa il 10 ~ 15%”, hanno concluso i ricercatori. “Ciò significa che il complesso design della pala è adatto all’uso in condizioni di vento vicino al suolo. Inoltre, i test in galleria del vento rivelano alcuni imprevisti effetti aerodinamici che derivano da una forza discendente per stabilizzare la turbina eolica in funzione. “
“Il merito del complesso profilo alare sarà utile per i piccoli gruppi di energia eolica di utilità nell’uso urbano. Nel sistema di esperimento, ci sono alcuni difetti da migliorare nei lavori futuri: (1) migliorare la rugosità della superficie della lama che causa una significativa resistenza alla resistenza, (2) migliorare l’attrito della parte di rotazione per ottenere una migliore efficienza di rotazione, (3) introdurre prestazioni più elevate Generatore CC per una potenza adeguata. È necessario stabilire un criterio di progettazione per avvicinarsi al progetto migliore con specifiche prestabilite. Infine, le fondamenta del set VAWT dovrebbero essere ridisegnate e modificate per evitare pioggia o polvere. “
La stampa 3D viene utilizzata più spesso oggi in relazione alla riprogettazione delle turbine eoliche, rendendole più alte ed efficaci , creando progetti per paesi lontani come il Nicaragua e persino trovando modi per allontanare animali come i pipistrelli .
