Numer: 06/2023 Str. 175
Autorzy: Samer Wahdain , A.I. Mohamed , Mohd-Mawardi Saari , Mohd Daud , Mohamad Jamil :
Tytuł: Badanie akumulacji napięcia statycznego na łopatach turbiny wiatrowej przy prędkości wiatru atmosferycznego, wilgotności i temperaturze
Streszczenie: Turbiny wiatrowe są jednym z odnawialnych źródeł energii. Turbiny wiatrowe zainstalowane na dzikich terenach otwartych, takich jak wybrzeże, góry i pustynie, są wypełnione cząsteczkami powietrza i prędkością wiatru. Podczas przepływu wiatru przez turbiny wiatrowe, który obraca łopaty turbiny, występuje tarcie między cząstkami powietrza a powierzchnią łopaty, co prowadzi do gromadzenia się napięcia statycznego na powierzchni łopaty, powodując wznoszenie się wstęg. Wykorzystanie łopat turbin wiatrowych z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP) za pomocą modelowania i metody eksperymentalnej. Śledzenie cząstek naładowanych za pomocą elektrostatyki i przepływu laminarnego z zależnym od czasu wykorzystaniem do wyznaczania wartości kumulacji napięcia statycznego. Na akumulację napięcia statycznego mają wpływ różne czynniki, takie jak prędkość wiatru (1, 5 i 7 m/s), wilgotność (20, 50 i 70 %RH) oraz temperatura (28, 35 i 48 oC). . Ponadto wynik uzyskany metodą elementów skończonych (MES) wykazał dobrą zgodność z wynikiem doświadczalnym. Zaobserwowano, że duża prędkość przepływu ma dużą tendencję do obciążania powierzchni łopaty o 36,70% większą od 1 m/s do 7 m/s. Niska wilgotność względna powietrza zwiększa ryzyko powstania elektryczności statycznej 221,6 V z boku łopaty, gdy wilgotność wynosi 20%. Ponadto zwiększenie temperatury powietrza z 28 do 48 stopni Celsjusza powoduje wzrost napięcia o 20%. W związku z tym określenie konieczności występowania napięć statycznych generowanych na powierzchni łopaty oraz zagrożenia związanego ze skierowanymi w górę streamerami wymaga oceny, ponieważ jest to niezbędny sposób w doborze odpowiednich systemów ochronnych.
Słowa kluczowe: CFD, akumulacja napięcia statycznego, pole elektryczne, ochrona odgromowa.