Перспективные вертикально-осевые двухроторные ветроэнергетические агрегаты карусельного типа

Айнакуль [Ainakul] Капасовна [K.] Ершина [Yershina]; Рустем [Rustem] Кусаингазыевич [K.] Манатбаев [Manatbayev]; Асылбек [Asylbek] Корпабайулы [K.] Тулепбергенов [Tulepbergenov]

doi:10.24160/1993-6982-2022-6-86-95

Айнакуль [Ainakul] Капасовна [K.] Ершина [Yershina]
Рустем [Rustem] Кусаингазыевич [K.] Манатбаев [Manatbayev]
Асылбек [Asylbek] Корпабайулы [K.] Тулепбергенов [Tulepbergenov]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2022-6-86-95

Ключевые слова: ветротурбина, двухроторный ветроэнергетический агрегат, HBI-ротор, коэффициент использования энергии ветра

Аннотация

Основная цель работы — создание ветроагрегата с высоким коэффициентом использования энергии ветра.

Методология исследования основана на теории ветротурбины Дарье, изложенной в известной монографии академика Ш.А. Ершина.

В результате проведенных исследований разработаны несколько вариантов ветроэнергетических установок карусельного типа с высокими технико-экономическими показателями.

Область применения результатов — ветроэнергетика.

Представленные двухроторные агрегаты с высоким коэффициентом использования энергии ветра уникальны как по конструкции, так и по технико-экономическим показателям, и не имеют аналогов в мире. Приведенные изобретения защищены патентами Республики Казахстан.

Автономность вращения валов обеспечила передачу энергии каждой рабочей лопастью к двум разным генераторам и позволила увеличить объем общей энергии, получаемой аппаратом. В двухроторных ветроагрегатах энергия, вырабатываемая двумя электрогенераторами, суммируется, что существенно увеличивает коэффициент использования энергии ветра x в отличие от простого агрегата Дарье.

Результаты испытаний и расчетов доказали высокую эффективность работы двухроторных ветроагрегатов при скоростях ветра до 30 м/с, что обусловливает важность и необходимость инвестирования в проведение натурных испытаний данных ветроагрегатов и их дальнейшего промышленного производства.

Сведения об авторах

Айнакуль [Ainakul] Капасовна [K.] Ершина [Yershina]

доктор физико-математических наук, профессор Казахского национального женского педагогического университета, Казахстан, e-mail: 123ainakul.yershina@gmail.com

Рустем [Rustem] Кусаингазыевич [K.] Манатбаев [Manatbayev]

кандидат технических наук Казахского национального университета им. Аль-Фараби, Казахстан, e-mail: rustemmanatbayev@gmail.com

Асылбек [Asylbek] Корпабайулы [K.] Тулепбергенов [Tulepbergenov]

кандидат физико-математических наук Казахского национального университета им. Аль-Фараби, e-mail: asylbek12@mail.ru

Литература

1. Tjiu W. e. a. Darrieus Vertical Axis Wind Turbine for Power Generation I: Assessment of Darrieus VAWT Configurations // Renewable Energy. 2015. V. 75. Pp. 50—67.
2. Tjiu W. e. a. Darrieus Vertical Axis Wind Turbine for Power Generation II: Challenges in HAWT and the Opportunity of Multi-megawatt Darrieus VAWT Development // Ibid. Pp. 560—571.
3. Pat. 1835018 US. Turbine Having in Rotation Transverse to the Flow of Current / F.M. Darrieus.
4. Ершина А.К., Ершин Ш.А., Жапбасбаев У.К. Основы теории ветротурбины Дарье. Алматы: Изд-во КазгосИНТИ, 2001.
5. Wang Y. e. a. Investigation on Aerodynamic Performance of Vertical Axis Wind Turbine with Different Series Airfoil Shapes // Renewable Energy. 2018. V. 126. Pp. 801—818.
6. Горелов Н.Д. Энергетические характеристики ротора Дарье (обзор) // Теплофизика и аэромеханика. 2010. Т. 17. № 3. С. 325—333.
7. Пат. № 19114 РК. Ветротурбина Бидарье / Ш.А. Ершин и др. // Бюл. № 2. 2008.
8. Пат. № 20748 РК. Вертикально-осевая составная ветротурбина карусельного типа (варианты) / Ш.А. Ершин и др. // Бюл. № 2. 2009.
---
Для цитирования: Ершина А.К., Манатбаев Р.К., Тулепбергенов А.К. Перспективные вертикально-осевые двухроторные ветроэнергетические агрегаты карусельного типа // Вестник МЭИ. 2022. № 6. С. 86—95. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-6-86-95
#
1. Tjiu W. e. a. Darrieus Vertical Axis Wind Turbine for Power Generation I: Assessment of Darrieus VAWT Configurations. Renewable Energy. 2015;75:50—67.
2. Tjiu W. e. a. Darrieus Vertical Axis Wind Turbine for Power Generation II: Challenges in HAWT and the Opportunity of Multi-megawatt Darrieus VAWT Development. Ibid:560—571.
3. Pat. 1835018 US. Turbine Having in Rotation Transverse to the Flow of Current. F.M. Darrieus.
4. Ershina A.K., Ershin Sh.A., Zhapbasbaev U.K. Osnovy Teorii Vetroturbiny Dar'e. Almaty: Izd-vo KazgosINTI, 2001. (in Russian).
5. Wang Y. e. a. Investigation on Aerodynamic Performance of Vertical Axis Wind Turbine with Different Series Airfoil Shapes. Renewable Energy. 2018;126:801—818.
6. Gorelov N.D. Energeticheskie Kharakteristiki Rotora Dar'e (Obzor). Teplofizika i Aeromekhanika. 2010;17;3:325—333. (in Russian).
7. Pat. № 19114 RK. Vetroturbina Bidar'e. Sh.A. Ershin i dr. Byul. № 2. 2008. (in Russian).
8. Pat. № 20748 RK. Vertikal'no-osevaya Sostavnaya Vetroturbina Karusel'nogo Tipa (Varianty). Sh.A. Ershin i dr. Byul. № 2. 2009. (in Russian).
---
For citation: Yershina A.K., Manatbayev R.K., Tulepbergenov A.K. Vertical-Axis Dual Rotor Wind Power Units. Bulletin of MPEI. 2022;6:86—95. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-6-86-95