Επίδραση των επικαθήμενων σωματιδίων στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από αιολικά πάρκα. Μελέτη πτέρυγας και χωρική ανάλυση

Abstract

Η ανάπτυξη ενεργειακών επενδύσεων αιολικού χαρακτήρα προϋποθέτει καλή γνώση του επιπέδου της ηλεκτροπαραγωγής, γεγονός που εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά του ρότορα και τη δυνατότητα του να αξιοποιεί βέλτιστα το αιολικό δυναμικό. Έχει παρατηρηθεί ότι η επικάθιση σωματιδίων σκόνης στις επιφάνειες των πτερύγων του ρότορα μπορεί να επηρεάσει την απόδοση των Αιολικών Πάρκων με αποτέλεσμα την καταγραφή απωλειών ισχύος. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή μελετάται η επιφανειακή τραχύτητα που εντοπίζεται στις πτέρυγες του ρότορα των ανεμογεννητριών λόγω της συσσώρευσης σκόνης και η δυνητική της επίδραση στο μέγεθος της αιολικής παραγωγής./ Για το σκοπό αυτό, πραγματοποιείται πειραματική διερεύνηση με χρήση του υπολογιστικού εργαλείου ανοικτού κώδικα QBlade. Τα διαθέσιμα δεδομένα, αφορούν την επικάθιση σκόνης σε τέσσερις διαφορετικές περιοχές, στις οποίες μελετάται η εξέλιξη του φαινομένου της επικάθισης σκόνης και διερευνάται η επίδραση του στην αεροδυναμική απόδοση και στο μέγεθος της αποδιδόμενης ισχύος. Με στόχο την αποτίμηση του φαινομένου και με την βοήθεια των υπορουτίνων του Q Blade, σχεδιάζεται πρότυπο μοντέλο ρότορα με αεροτομές NACA 5518, το οποίο χρησιμοποιείται για την εκτέλεση επιλεγμένων προσομοιώσεων που αφορούν καθεμιά από τις επιλεχθείσες περιοχές. Ακολούθως παρουσιάζονται διαγράμματα που αποδεικνύουν την αλληλεπίδραση μεταξύ της επιφανειακής τραχύτητας, του αριθμού RE και των αεροδυναμικών συντελεστών των αεροτομών και ακολουθεί σύγκριση στα πλαίσια του αντικειμένου της παρούσας μελέτης. Τα αποτελέσματα περιορίζονται στην απόδειξη της επίδρασης της τραχύτητας στην αεροδυναμική απόδοσή του ρότορα Α/Γ και στην εκτίμηση της αποδιδόμενης ισχύος και του ύψους των απωλειών για επιλεγμένες συνθήκες ταχύτητας ανέμου και προσανατολισμού της Α/Γ