Борис Петрович Хозяинов - кандидат технических наук, доцент
д. 28, ул. Весенняя, Кемерово, 650000
Boris Khozyainov - Ph.D. in Engineering, Associate Professor
28 Vesennyaya St., Kemerovo, 650000
Проведён анализ эффективности работы различных конструкций ветротурбин с горизонтальной и вертикальной осью вращения, выделены достоинства и недостатки каждой конструкции, определены возможности каждой из них эффективно работать в условиях ветрового режима России. В результате анализа сделан вывод о том, что для дальнейшего развития ветроэнергетики наиболее приспособлены ветротурбины с вертикальной осью вращения, использующие принцип дифференциального лобового сопротивления, поскольку именно эти ветротурбины способны работать при очень малых скоростях ветра и в большей мере приспособлены для дальнейшего совершенствования. Даны рекомендации по устранению недостатков и развитию преимуществ этих ветротурбин. Предложен ряд патентов, которые позволяют регулировать угловую скорость вращения, вращающий момент и, соответственно, мощность ветротурбины в зависимости от скорости ветра. Представлен патент на конструкцию лопасти с изменяющимися размерами в зависимости от воздействия на нее воздушного потока – внедрение такого устройства содействует повышению аэродинамических характеристик лопасти. Использование ветронаправляющих экранов позволяет запускать ветротурбину в работу при скорости ветра от 0,5 м/с, что способствует эффективной работе в диапазоне скоростей ветра от 0,5 м/с до 4,5 м/с, а при скоростях от 4,5 м/с до 15,0 м/с скорость воздушного потока в объеме ветротурбины регулируется ветронаправляющими экранами. При появлении ураганных ветров ветронаправляющие экраны способны прикрывать ветротурбину, предотвращая ее разрушение. Применение таких ветротурбин положительно скажется на развитии ветроэнергетики на территории России.
The article provides the analysis of performance efficiency of various designs of wind turbines with a horizontal and vertical axis of rotation and reveals the advantages and disadvantages of each design and possibility of each of them to work effectively in the conditions of the wind mode of Russia. As a result, we have concluded that the wind turbines with a vertical axis of rotation using the principle of the differential front resistance are most adapted for the further development of wind energy since these wind turbines are capable to work at very small wind speeds and are more adapted for further improvement. Moreover, we have made the recommendations for removal of disadvantages and development of advantages of these wind turbines. The article offers a number of patents which can regulate the angular speed of rotation of the wind turbine, the size of the rotating moment and, accordingly, its power depending on the natural wind speed. In particular, there is a patent for a design of the blade with varying dimensions depending on the air stream; the introduction of such device will increase the aerodynamic characteristics of the blade. The use of the wind guide screens allows us to start the wind turbine at wind speed from 0.5 m/s. It promotes the effective performance in the range of wind speed from 0.5 m/s to 4.5 m/s, and the wind guide screens regulate the air stream velocity in the wind turbine volume at speed from 4.5 m/s to 15.0 m/s. At gale-force winds, the wind guide screens are capable of cover the wind turbine preventing its destruction. The use of such wind turbines will positively affect the development of wind energy in Russia.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.