预计 27MW 水平轴风力涡轮机 (HAWT) 平台将成为 2040 年风力涡轮机的标准配置,叶片长度必须达到 145 米左右。这就需要叶片设计坚固,考虑到设计、生产、测试和运行中所有固有的不确定性,以准确预测使用寿命并获得可靠的维护间隔。超长叶片的纤细性需要更符合气动弹性的设计。此外,我们预计设计将以分段叶片为目标,不仅为了方便运输,而且还为了减少叶片本身和安装设备的搬运和安装负荷。未来的叶片将使用一种综合方法进一步优化,该方法将气动弹性和结构行为要求与使用寿命、坚固性和表面退化等考虑因素相结合。这种综合优化将涉及整个叶片设计,包括分段位置和连接技术。还确定了用于结构健康监测的集成传感器的最佳位置。这为自由形式设计优化程序带来了机会,例如用于设计叶片剪切载荷承载结构的拓扑优化。设计中的一些优化只能通过更自动化的制造来实现。提高生产线某些部分的重复质量,每天 24 小时不间断生产将减少出错空间并减少人工劳动。叶片部分
风力涡轮机比例模型的风洞试验是评估风力涡轮机空气动力学的一种经济有效的方法,可节省时间、成本并避免与全尺寸试验相关的不确定性。然而,风洞试验转子缩放程序的主要限制是无法将雷诺数与全尺寸相匹配。本文介绍了 DTU 10 MW 风力涡轮机风洞 1/75 比例转子的非平凡气动弹性优化设计、实现和实验验证。更具体地说,这项工作是为浮动式海上风力涡轮机 (FOWT) 应用而开发的(Lifes50+,Bayati 等人,2013 年,2014 年);尽管如此,所报告的方法和得出的结论在风力涡轮机转子缩放方面具有普遍有效性。最近也在风力涡轮机缩放方面做出了类似的努力(Bredmose,2014 年)。此外,在(Bottasso 等人,2014 年)中可以找到对缩放效应的深入分析,该分析涉及米兰理工大学风洞的先前活动:这项工作涉及气动弹性模型设计程序的定义,并且在推力和扭矩值匹配方面获得了良好的结果,并且正确缩放了叶片结构行为,同时考虑了弯曲 - 扭转缩放(Campagnolo 等人,2014 年)。
摘要:本文回顾了材料选择和设计在确保以氨-氢为燃料的燃气涡轮发动机高效性能和安全运行方面的关键作用。由于这些能源燃料在涡轮燃烧室中表现出独特的燃烧特性,因此确定合适的材料势在必行。详细的材料特性对于辨别涡轮部件中的缺陷和退化途径是必不可少的,从而照亮改进的途径。随着涡轮入口温度的升高,热降解和机械缺陷的敏感性增加,尤其是在高压涡轮叶片中,这是决定寿命的关键部件。本综述重点介绍了氨-氢燃料涡轮设计中的挑战,解决了氨腐蚀、氢脆和应力腐蚀开裂等问题。为了确保发动机的安全性和效率,本文提倡在材料开发和风险评估中利用先进的分析技术,强调技术进步、设备规格、操作标准和分析方法之间的相互作用。
附图列表 图 (1-1): - 本项目的风能转换系统框图 .............................................................................. 10 图 (3-2):- 水平轴和垂直轴风力涡轮机视图 .............................................................................. 16 图 (3-3): - 上风向三叶片 HAWT 和下风向两叶片 HAWT 示意图 17 图 (3-4): - 直接驱动和齿轮驱动风力涡轮机的内部结构 ............................................................. 18 图 (3-5):- 水平轴风力涡轮机的配置 ............................................................................................. 19 图 (3-6): - 垂直轴风力涡轮机所需的零件和组件 ............................................................................. 20 图 (3-7): - Simulink 中风力涡轮机模型的参数设置 ............................................................................. 22 图 (3-8): - 具有设置涡轮机参数的涡轮机功率特性 ............................................................................. 22 图 (3-9): - 鼠笼感应发电机剖面图 (Wenping Cao,2012 年 3 月) ............................................................................................................................................. 24 图(3-10): - 双馈感应发电机剖面图 (Wenping Cao, March 2012) ............................................................................................................................................. 25 图 (3-11): - 同步发电机剖面图 ............................................................................................................................. 27 图 (3-12): - 永磁同步发电机剖面图 (Wenping Cao, March 2012) ............................................................................................................................. 28 图 (3-13): - Matlab 中永磁同步机的配置 (用于项目) ............................................................................................................................. 31 图 (3-14): - Matlab 中永磁同步机的参数 (用于项目) ............................................................................................................. 32 图 (4-15): - 风能转换系统的电力电子部分框图 ............................................................................................................................. 34 图 (4-16): - 三相桥式整流器的电路图 (Rashid, 2014) ............................................................................................. 35 图 (4-17): - 输入波形和三相桥式整流器的输出电压 (Rashid, 2014) ...................................................................................................................................... 36 图 (4-18):- 降压转换器的电路图 (Rashid, 2014) ...................................................................... 39 图 (4-19): - 模式 1 的降压转换器等效电路图 (Rashid, 2014) ............................................. 40 图 (4-20):- 模式 2 操作的降压转换器等效电路图 (Rashid, 2014) ............................................................................................................................................... 40 图 (4-21):- 电感电流连续流动时降压转换器的输入和输出电压和电流的波形 ............................................................................................. 41 图 (4-22): - 恒压控制图像 ............................................................................................................. 45 图 (4-23): - 恒流控制图像 ............................................................................................................. 46 图 (4-24):- 风能转换系统的电池参数设置 ............................................................................. 47 图 (4-25):- 电池的标称电流放电特性 ............................................................................................. 48 图 (5-26):- 不同桨距角值的风力涡轮机特性 ............................................................................. 50 图 (5-27):- 相间电感相对于转子电角度的变化 ............................................................................. 51 图 (5-28): - 降压转换器的等效电路 ............................................................................................. 52 图 (5-29): - 充电控制示意图 (Her-Terng Yau, 2012) ........................ 54 图(5-30): - Buck 转换器等效电路 .............................................................................. 55
摘要。本文介绍了用于可再生能源发电的集成式混合太阳能-达里厄斯风力涡轮机系统的设计和开发。使用 SG6043 翼型对达里厄斯风力涡轮机的性能进行了细致评估,通过 Q-blade 模拟确定,并通过全面的 CFD 模拟进行了验证。研究确定 SG6043 是最佳翼型,优于其他替代产品。CFD 模拟得出了特定的功率系数 (0.2366) 和力矩系数 (0.0288)。本文还介绍了一种混合原型,展示了 10 W 光伏模块和使用 SG6043 翼型提高的涡轮机性能。重点扩展到优化的混合光伏太阳能-风能系统,该系统与物联网技术无缝集成,用于远程监控。为了应对天气挑战,研究建议通过 Q-blade 优化叶片形状,并利用 ESP32 Wi-Fi 模块提供基于物联网的解决方案。理论结果预测发电量范围为 2023 年 3 月 14 日的 0.88 千瓦到 2023 年 2 月 20 日的 0.06 千瓦。达里厄斯风力涡轮机的叶片阻力增加,运行时所需的升力较小。实验和理论结果很好地融合在一起,证实了该模型的合理假设。除了推进可再生能源技术之外,这项研究还为未来旨在提高风能-太阳能混合光伏系统效率和能力的研究奠定了基础。
作为技术转让示范的一部分,研究人员将 2D 翼型逆向设计工具 (INN- Airfoil) 集成到风力发电厂综合系统设计和工程模型 (WISDEM) 中,这是一个用于评估能源成本的多学科设计和优化框架。风力涡轮机设计的传统方法涉及从一组预先选定的 2D 翼型中创建 3D 叶片。然而,设计的多学科性质意味着空气动力学效率最高的翼型可能不是所有类型的风力涡轮机设计约束的最佳选择。
简介 1884 年,查尔斯·帕森斯爵士开发了世界上第一台真正强大的蒸汽涡轮机 - 一种新型发动机,在最大功率输出、效率、可靠性和在任何地方提供任意功率的自由度方面,它有可能取代无处不在的往复式蒸汽机。与此同时,他还开发了一种可以承受涡轮机高速运转的发电机。这使他能够设计和制造世界上第一台蒸汽涡轮发电机,这种机器可以实现大规模发电,从而使电力变得既负担得起又人人可用。在他发明第一台蒸汽涡轮机十年后,他开发了世界上第一艘成功的涡轮驱动船 Turbinia,随后蒸汽涡轮机成为需要高功率和/或高速度的船舶的主要发动机类型。关于查尔斯爵士的公司和所制造机器的故事只在 1931 年(查尔斯爵士去世的那一年)才被讲述。主要参考文献是 Richardson 1911 [1]、Appleyard 1933 [2]、RH Parsons 1936 [3] 和 Scaife 2000 [4]。这个故事从未在任何地方完整地讲述过。目前正在进行尽可能完整地记录历史的工作。本文摘录自该作品,重点介绍了 Parsons 陆地蒸汽轮机从 1884 年到 1997 年的发展,当时母公司 CA Parsons & Co Ltd 成为西门子的一部分。出于必要,为了获得合理的纸张大小,这里将仅介绍技术最先进的机器,尽管这意味着以下页面仍包含大量信息。
带罩小型风力涡轮机 作者:Kristen Flannery、Michael Holligan、Joseph Soares 提交的论文部分满足了圣克拉拉大学工程学院机械工程理学士学位的要求,2014 年加利福尼亚州圣克拉拉