Vėjaračių nedidelės galios vėjo jėgainėms veikimo tyrimas

Abstract

Pateikiami vertikaliosios ašies vėjaračių, naudotinų nedidelės galios vėjo jėgainėse, veikimo tyrimai. Atlikti Savonijaus rotorių, turinčių skirtingos formos mentes eksperimentiniai tyrimai aerodinaminiame vamzdyje ir ortogonalinio dvimenčio vėjaračio analitiniai tyrimai. Nustatyti vėjaračių sukimo momento kitimo dėsningumai. Nedidelės galios vėjo jėgainės su vertikaliosios ašies vėjaračiais yra nesudėtingos konstrukcijos, tačiau didelė masė, tenkanti galios vienetui (su Savonijaus rotoriais), ir netolygus sukimo momentas (su ortogonaliniais dvimenčiais vėjaračiais) riboja jų panaudojimą. Ortogonalinio dvimenčio vėjaračio sukimo momentas kai kuriose padėtyse judančio oro srauto atžvilgiu yra nepakankamas, kad jis pradėtų suktis savarankiškai, be pradinio sukimo impulso. Savonijaus rotorių sukimo momentas yra tolygesnis, ypač su spiralinėmis mentimis, negu ortogonalinių vėjaračių, tačiau dėl didelės jų masės, tenkančios galios vienetui, juos tikslinga naudoti tik mažose vėjo jėgainėse, kai vėjaračio darbo plotas iki 10 m. Vėjo jėgainės dvimenčio ortogonalinio vėjaračio sukimo momento netolygumą galima sumažinti įrengus papildomą Savonijaus rotorių su tiesiomis mentėmis, tvirtinamą prie vėjaračio tam tikru kampu, šiuo atveju vėjaratis gali pradėti suktis be atskiro pradinio sukimo impulso

Researches on performance of vertical axis turbines, applicable in small-scale windmills, are present in this article. Experimental researches on Savonius rotors with different form of blades was carried out in aerodynanmic tube, as well as analytical research on ortogonal two-bladed wind turbine. Consistent pattern of change of wind turbines rotation torque was established. Small-scale windmills with vertical axis wind turbines have simple structure. However the big mass per power unit (with Sabvonius rotors) and uneven torque (with orthogonal two-bladed wind turbines) limits their usage. Torque of orthogonal two-bladed wind turbines in some positions, in regard to airflow passing though, is insufficient in order to rotate by itself without initial inmpulse. Torque of Savonius rotors with spiral blades is more even then one of orthogonal wind turbines. However because of their big mass per power unit, it is reasonable to use them only in small-scale windmills, when wind rotor swept area is up to 10 m². It is possible to reduce the unevenness of torque of orthogonal two-bladed wind turbines by implementing additional rotor with straight blades, which is fixed to wind turbine in certain angle. In this case initial impulse for begining of wind turbine operation is not required