Обоснование параметров ветроэнергетической установки со спиральными лопастями на основе экспериментальных исследований

• Автор: Быков, Егор Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследований

1.1. Перспективы развития ветроэнергетики.

1.2. Анализ экспериментальных исследований ветроэнергетических установок.

1.2.1. Экспериментальные исследования ветроэнергетических

установок в лабораторных условиях.

1.2.2 Экспериментальные исследования ветроэнергетических

установок в натурных условиях.

2 Обоснование констуктивнокомпоновочной схемы ВЭУ

2.1 Геометрические размеры и форма ротора ВЭУ со спиральными лопастями.

2.1.1 Геометрическая модель ротора исследуемой ВЭУ
2.1.2 Форма профиля лопасти.
2.1.3 Угол установки лопасти
2.2 Классификация ВЭУ малой мощности и место ВЭУ со спиральными лопастями.
3. Экспериментальные исследования вэу со спиральными лопастями
3.1 Описание аэродинамического стенда СПбГПУ
3.1.1 Конструктивные особенности аэродинамической трубы АТ
3.1.2 Аэродинамические особенности АТ.
3.2 Методики проведения испытаний и контрольно измерительная аппаратура
3.2.1 Методика энергетических исследований ВЭУ со спиральными лопастями.
3.2.2 Методика аэродинамических исследований ВЭУ со спиральными лопастями.
3.3. Результаты исследований ВЭУ со спиральными лопастями.
3.3.1 Результаты энергетических исследований.
3.3.2 Результаты аэродинамических исследований.
3.4 Оценка погрешностей измерений и вычислений.
4. Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований и предложения по новым конструктивнокомпоновочным решениям ВЭУ.
4.1 Методика оценки воздействия ветрового потока на элемент лопасти ВЭУ со спиральными лопастями
4.2 .Анализ экспериментальных результатов.
4.2 Предложения по конструктивнокомпоновочным решениям ВЭУ со спиральными лопастями.
Заключение.
Список использованной литературы


Приведенные в диссертационной работе результаты исследований были получены автором при разработке и решении задач по отдельным темам, заданиям и проблемам, в которых автор принимал участие в качестве ответственного исполнителя и соисполнителя. Диссертационные исследования поддержаны грантом РФФИ N 9. Личный вклад автора определился разработкой модели ВЭУ со спиральными лопастями; в проведении экспериментальных исследований модели ВЭУ со спиральными лопастями в аэродинамической трубе; в статистической обработке результатов эксперимента; в анализе результатов эксперимента; в разработке усовершенствованной классификации ВЭУ. Достоверность результатов экспериментальных исследований, теоретических и методических обоснований, выводов и рекомендаций подтверждается использованием в разработках научно-обоснованных и проверенных экспериментальных и теоретических методов различных научных дисциплин. Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований была обоснована перспективность использования ветровых энергоустановок в районах с децентрализованным энергоснабжением, уточнена и обоснована классификация ВЭУ малых мощностей, разработана методика исследования ВЭУ со спиральными лопастями, разработаны рекомендации по конструктивным изменениям ВЭУ со спиральными лопастями, с целью повышения ее эффективности. Российские технологии для индустрии. Альтернативные источники энергии и проблемы энергосбережения», (Санкт-Петербург, ); «III международная конференция «Возобновляемая и малая энергетика -. Москва, ); «Вторая научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии», секция «Малая, ветровая, приливная и другие виды возобновляемых источников энергии», (Санкт-Петербург, ). Экспериментальный образец ВЭУ со спиральными лопастями и результаты исследований экспонировались на международной выставке «Пятая международная специализированная выставка электротехнического оборудования и новых технологий в электроэнергетике. ЭлектроТехноЭкспо», (Москва, ). Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 6 работ. Обоснование конструктивно-компоновочной схемы ВЭУ со спиральными лопастями. Результаты экспериментальных исследований ВЭУ со спиральными лопастями. Новые конструктивные решения, повышающие эффективность работы ВЭУ со спиральными лопастями. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы состоящего из 5 наименований. Работа изложена на 1 страницах, содержит рисунков и таблиц. В первой главе приведены общие сведения по перспективам развития мировой и российской ветроэнергетики, дан анализ экспериментальных исследований ветроэнергетических установок. Во второй главе приведены обоснование конструктивнокомпоновочной схемы объекта исследований, математическая модель срединной линии лопасти, выбор аэродинамического профиля для лопастей установки, уточненная классификация ВЭУ малой мощности. В третьей главе приведено описание экспериментальных средств исследования, аэродинамического стенда СПБГПУ и его характеристики. Приведены методики проведения экспериментальных исследований. Представлены основные результаты экспериментальных исследований и их анализ. Проводится оценка погрешностей измерений и вычислений. В четвертой главе Приведено сравнение теоретических и экспериментальных результатов исследований ВЭУ, также дан их анализ. Предложена новая конструктивно-компоновочная схема ВЭУ со спиральными лопастями. В заключении сформулированы основные результаты и выводы по выполненной работе. В приложении приведены: заявка на изобретение, уведомления о прохождении формальной экспертизы и уведомление о направлении заявки на экспертизу по существу, технико-экономические показатели ветростанций России, технические показатели малых ветроустановок, производимых в России, стоимость оборудования ветроэнергетики, изготовляемого в России, классификация ВЭУ по областям применения, назначению, управлению, структуре системы генерирования энергии и по виду ротора.