Πιστοποίηση και έλεγχος των υποθέσων της θεωρίας δίσκου ορμής για ανεμογεννήτριες

Abstract

Στην παρούσα εργασία διατυπώνεται η γενικευμένη θεωρία δίσκου ορμής για ανεμογεννήτριες σε αναθεωρημένη μορφή. Τα πρωτότυπα στοιχεία σε αυτήν την νέα διατύπωση είναι ότι πρώτον, γίνεται χρήση της ολοκληρωματικής εξίσωσης για την αξονική ορμή και όχι της αντίστοιχης διαφορικής και ότι δεύτερον, διερευνώνται διεξοδικά οι διάφορες πηγές ενεργειακών απωλειών με βάση την ροή ενέργειας διαμέσου του δίσκου. Στην συνέχεια, με βάση τα αποτελέσματα της εν λόγω θεωρίας, δίνοντας ορισμένες συγκεκριμένες τιμές στις διάφορες σχετιζόμενες παραμέτρους και σε συνδυασμό με την θεωρία στοιχείων πτερύγωσης προκύπτει μία σχεδίαση δρομέα αναφοράς. Τέλος, για αυτήν την σχεδίαση αναφοράς γίνεται μία αρκετά λεπτομερειακή σύγκριση των προβλέψεων της παρούσας θεωρίας δίσκου με τις αντίστοιχες προβλέψεις της αρκετά ακριβέστερης θεωρίας των στοιχείων στροβιλότητας.

In the present work the general momentum theory of the actuator disc for wind turbines is reformulated. The main differences of this reformulation from the corresponding older actuator disc theories is that firstly, the integral form of the axial momentum equation is used, instead of the differential one and secondly, the energy losses are analyzed in detail on the basis of the energy flux through the disc. In the sequel, using the results of this theory, by giving some specific values to the miscellaneous related parameters and in conjunction with the blade element theory a specific rotor design results. Finally, for this specific design an in detail comparison is made between the results of the present actuator disc theory and the corresponding results of the more accurate vortex particle theory.