Függőleges tengelyű szélturbinák vizsgálata naperőművekben numerikus szimulációval

Az emberiség már évszázadok óta kihasználja a szél nyújtotta lehetőségeket, azonban a 1973-as olajválság óta a hajózásban és a mezőgazdaságban felhasznált technológiákat már közvetlenül elektromos áram termelésre is alkalmazzuk. Az emberi léptékben nem megújuló, hagyományos energiahordozók készletének drasztikus csökkenése és egyéb környezetvédelmi okok miatt újra előtérbe kerülő megújuló energiaforrások egyik fő képviselője a szél energia.

A dolgozatomban a már közismert horizontális tengelyű szélturbináktól eltérő, alternatív, a szél befogására alkalmas kialakításokat vizsgálok. A cél egy olyan működő konstrukció létrehozása, ahol a naperőművekben a napelemek tartószerkezetébe egy kisméretű szélturbinát beépítve tovább növelhetjük a kitermelt energia mennyiségét.

A különböző szélturbinák működését az adott gyorsjárati tényező mellett felvett teljesítménytényezők jellemzik a legjobban. A kutatás során a Betz-féle állandót legjobban megközelítő függőleges tengelyű szélturbina, az egyenes lapátozású Darreius turbina egy kisméretű modelljének vizsgálom az optimális működési tartományát és teljesítményét numerikus szimulációval. Szintén CFD szimuláció segítségével tanulmányozom a szélturbina és lapátjai között áramló szél viselkedését egy modellben, ahol már a napelembe beépítve működik a turbina. Különös tekintettel a napelemek szélterelő tulajdonságaira és a szélkerék után kialakuló örvényekre. Az eredmények alapján alkotok egy véleményt a konstrukció kivitelezhetőségéről és javaslatot teszek a rendszer hatékonyságának fejlesztésére.

Irodalom:

1. Dr. Szlivka Ferenc, Dr. Molnár Ildikó: Víz- és szélenergia hasznosítás, EDUTUS Főiskola, Budapest, 2012.

szerző

• 
  Rónai Bence
  Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
  alapképzés (BA/BSc)

konzulens

• 
  Dr. Szente Viktor
  , Áramlástan Tanszék