Design Of An Urban Wind Turbine With Diffuser Final

download Design Of An Urban Wind Turbine With Diffuser Final

of 41

  • date post

    01-Jun-2015
  • Category

    Business

  • view

    1.591
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Design Of An Urban Wind Turbine With Diffuser Final

  • 1. Ontwerp van een stedelijke windturbine met diffuser Afstudeerpresentatie Cornelis van Beveren 01-02-2008

2. Inhoud

          • Stedelijke windturbines
          • Ontwerp
          • Diffuser
          • Testopstelling
          • Experimenten
          • Resultaten
          • Ontwerp (vervolg)
          • Conclusie
          • Aanbevelingen

Stedelijke windturbines Ontwerp Diffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 3. Stedelijke windturbines

  • Wind rond gebouwen:
  • variabel,
  • niet constant,
  • toename windsnelheid bij grotere hoogte boven grond.

hoogte boven grond windsnelheid Stedelijke windturbinesOntwerp Diffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 4. Stedelijke windturbines

  • Horizontale as windturbine

= V tip /V wind~ 4-8->geluid Variabele windrichting: kruibeweging->prestatie Stedelijke windturbinesOntwerp Diffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 5. Stedelijke windturbines

  • Verticale as windturbine (H-Darrieus)

V tip /V wind~ 3-5->geluid Onafhankelijk van windrichting->prestatie Stedelijke windturbinesOntwerp Diffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 6. Stedelijke windturbines

  • Windturbine met horizontale as (Darrieus)

V tip /V wind~ 3-5->geluid Afhankelijk van windrichting->prestatie Stedelijke windturbinesOntwerp Diffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 7. Stedelijke windturbines

  • Verticale as windturbine (Savonius)

V tip /V wind~ 1->geluid Lagere opbrengst/m 2 ->prestatie Stedelijke windturbinesOntwerp Diffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 8. Stedelijke windturbines

  • Verticale as windturbine (Savonius)

frontaal oppervlak V tip /V wind~ 1->geluid Lagere opbrengst/m 2 ->prestatie Stedelijke windturbinesOntwerp Diffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 9. Ontwerp

  • Plaatsing stedelijke windturbine
  • Veel windaanbod (terugverdientijd):
      • geen obstakels,
      • geen hinder van gebouw ernaast,
      • zo hoog mogelijk.
  • Relatief kleine windturbines op de markt.
  • Kleine windturbine->grote hoogte->hoog en groot gebouw->kleine bijdrage aan energiebehoefte gebouw.
  • -> Wens: relatief grote windturbine op hoog gebouw.

Stedelijke windturbinesOntwerpDiffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 10. Ontwerp

  • Eisen:
  • Visueel aantrekkelijk voor gebouw en omgeving.
  • Veilig.
  • Laag geluidsniveau.
  • Lage kosten van elektriciteit.
  • Lage belastingen op het gebouw.

Stedelijke windturbinesOntwerpDiffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 11. Ontwerp Stedelijke windturbinesOntwerpDiffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen Wind 12. Ontwerp

  • Dwarsdoorsnede hoogbouw faculteit LR. Hoogte: 52 m

Wind Stedelijke windturbinesOntwerpDiffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 13. Ontwerp

  • Getordeerde bladen:
  • Gelijkmatige aandrijfkracht gedurende rotatie
  • Geluidsniveau laag

Rotatie as Windturbineblad Windturbine met horizontale as (H-Darrieus) Stedelijke windturbinesOntwerpDiffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 14. Ontwerp Stedelijke windturbinesOntwerpDiffuser Testopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 15. Diffuser Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen Vleugels->zuiging van wind door nauwste doorsnede (keel) keel vleugelprofiel 16. Diffuser Lengte van streepje ~ grootte van windsnelheid->hoge windsnelheid aan bovenkant van profiel (zuig zijde) Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 17. Diffuser V/V 0 Wind Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 18. Diffuser Locatie voor windturbine Wind V/V 0 Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstelling Experimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 19. Testopstelling

  • Uitgangspunt:Bestaande windturbine (H-Darrieus),
  • ontwikkeld aan de TU-Delft.

R t= 30 cm H t= 55 cm rotatie as Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstellingExperimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 20. Testopstelling C Pd /C PVerhouding tussen prestatie van windturbine metdiffuser en zonder diffuser. c L draagkrachtcofficint (vleugelprofiel en stand) Cconstante ->vleugelprofiel met grote draagkracht -> beste prestatie c/R t= 3-> C Pd /C P~ 2.5 Prestatiemodel Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstellingExperimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 21. Testopstelling Vleugel (boven) Vleugel (onder) H-Darrieus Eindplaat Frame Bevestigingsbalk (dak) Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstellingExperimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 22. Testopstelling

  • Vleugels:
  • Kern van schuim, huid van glasvezeldoek
  • gempregneerd met Epoxy.
  • Frame:
  • Werkplaats TU-Delft.
  • Elektronica:
  • Elektronische afdeling TU-Delft.

Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstellingExperimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 23. Testopstelling

  • Generator levert vermogen bij opstarten.
  • Generator absorbeert vermogen bij windaandrijving.
  • Sensoren meten:
      • aandrijfkracht,
      • toerental,
      • windsnelheden.
  • PC registreert data van sensoren.

Generator Stedelijke windturbines Ontwerp DiffuserTestopstellingExperimenten Resultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 24. Experimenten

  • Testen:
      • zonder vleugels,
      • met 1 vleugel (boven),
      • met 2 vleugels.
  • Verbetering windturbineprestaties?

Stedelijke windturbines Ontwerp Diffuser TestopstellingExperimentenResultaten Ontwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 25. Experimenten 26. Resultaten

  • Test data
  • Bruikbare data:
  • van vier dagen
  • data tijd > 5 uur
  • Analyse met behulp van twee
  • methoden:
    • standaardmethode
    • zelf ontwikkelde methode

Stedelijke windturbines Ontwerp Diffuser Testopstelling ExperimentenResultatenOntwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 27. Resultaten = V tip /V wind C P: Vermogenscofficint van windturbine (prestatie). Stedelijke windturbines Ontwerp Diffuser Testopstelling ExperimentenResultatenOntwerp (vervolg) Conclusies Aanbevelingen 28. Ontwerp (vervolg) Vleugel (boven) Dakafronding (onder) H-Darrieus Constructie Stedelijke windturbines Ontwerp Diffuser Testopstelling Experimenten ResultatenOntwerp (vervolg)Conclusies Aanbevelingen 7 m 3 m D t= 3 m 29. Ontwerp (vervolg) Kosten database:

  • Kostenmodel:
  • Kleine windturbines
  • tot 10 kW (A ~ 40 m 2 )
  • Kosten van onderdelen

% Functies in Matlab voor kostenberekening van Ducted Windturbine % Doel: Kosten van realisatie kanaal berekenen en vergelijking mogelijk % maken met situatie zonder kanaal. Subdoel: Kosten van energie schatten % voor conceptuele Ducted Windturbineclc close all clear all format short rgb_img = imread('duct.jpg');% Load the image image(rgb_img)% Display the RGB image axis image % De waarden die hierna worden genoemd, zijn beschreven in het rapport: % HAWT: Horizontale as windturbine % VAWT: Verticale as windturbine % WW: Windwall % Sav: Savonius % Definieren van waa