Ανάπτυξη Οικιακής Ανεμογεννήτριας με Έμφαση στην Κατασκευασιμότητα

Κανατσούλης, Αθανάσιος; Kanatsoulis, Athanasios

dc.contributor.author	Κανατσούλης, Αθανάσιος	el
dc.contributor.author	Kanatsoulis, Athanasios	en
dc.date.accessioned	2015-01-26T08:36:54Z
dc.date.available	2015-01-26T08:36:54Z
dc.date.issued	2015-01-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40131
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5610
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Οικιακή Ανεμογεννήτρια	el
dc.subject	Design for Manufacturing/Assembly	en
dc.subject	Οικιακή Ανεμογεννήτρια	el
dc.subject	Πτερύγια ανεμογεννήτριας	el
dc.subject	Παραμετρικός σχεδιασμός	el
dc.subject	Finite Element Analysis	en
dc.subject	Blades	en
dc.subject	Tower	en
dc.subject	Κατασκευασιμότητα	el
dc.subject	Συναρμολογησιμότητα	el
dc.subject	Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.title	Ανάπτυξη Οικιακής Ανεμογεννήτριας με Έμφαση στην Κατασκευασιμότητα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Small Wind Turbine Design and Optimization for manufacturing and assembly.	en
heal.classification	Σχεδιασμός	el
heal.classification	Design	en
heal.classification	Βελτιστοποίηση	el
heal.classification	Optimazation	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-11-06
heal.abstract	Ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που καλείται να αντιμετωπίσει η ανθρωπότητα είναι η αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας. Σχεδόν το ένα τέταρτο του παγκόσμιου πληθυσμού δεν έχει πρόσβαση σε ηλεκτρισμό, ενώ ποσοστό 80% αυτού κατοικεί σε αγροτικές περιοχές του αναπτυσσόμενου κόσμου. Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος πραγματοποιούνται σημαντικές προσπάθειες τόσο από τοπικές κυβερνήσεις όσο και από διεθνείς οργανισμούς. Η ανάπτυξη και κατασκευή μικρών ανεμογεννητριών οικιακής χρήσης με χαμηλό κόστος θα μπορούσε να αποτελέσει λύση στο πρόβλημα αυτό τουλάχιστον για τις περιοχές στις οποίες υπάρχει επαρκές αιολικό δυναμικό για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον η χρήση μικρών ανεμογεννητριών σε οικιακό περιβάλλον θα μπορούσε να ελαφρύνει ή και να ελαχιστοποιήσει τα έξοδα ενός νοικοκυριού για ηλεκτρική ενέργεια. Στην παρούσα εργασία γίνεται σχεδιασμός και ανάπτυξη μιας οικιακής ανεμογεννήτριας μικρής ισχύος με βάση την κατασκευασιμότητα. Αρχικά, γίνεται πλήρης μοντελοποίηση σε πρόγραμμα τρισδιάστατου παραμετρικού σχεδιασμού ολόκληρης της διάταξης από τα πτερύγια, καλούπι του πτερυγίου, το βάκτρο, την γεννήτρια, τον μηχανισμό κατεύθυνσης στη φορά του ανέμου, την μεταλλική κατασκευή σύνδεσης της γεννήτριας με την ουρά της ανεμογεννήτριας, τον πυλώνα στήριξης, τον μηχανισμό ανύψωσης, των συρματόσχοινων στήριξης, των ρουλεμάν και των κοχλιών και περικοχλίων συγκράτησης κ.ά. Κατά την διάρκεια του σχεδιασμού λαμβάνονται υπόψη τα κριτήρια βέλτιστης συναρμολογησιμότητας και κατασκευασιμότητας (DFMA) της μεθόδου Lucas τα οποία και παρουσιάζονται θεωρητικά. Σε δεύτερη φάση γίνεται στατική ανάλυση των σχεδιασμένων πτερυγίων, του στύλου της ανεμογεννήτριας και του τεμαχίου σύνδεσης του πυλώνα με τη διάταξη της ανεμογεννήτριας. Λαμβάνονται αποτελέσματα για τις τάσεις, τις παραμορφώσεις και τις μετατοπίσεις με την εφαρμογή των υπολογισμένων φορτίων για την οριακή κατάσταση λειτουργίας της ανεμογεννήτριας. Στα πτερύγια και τον πυλώνα γίνεται μελέτη με εφαρμογή δυο διαφορετικών υλικών. Τέλος, εφαρμόζεται η μέθοδος DFMA στα κομμάτια της διάταξης. Σκοπός της μεθόδου είναι η βελτιστοποίηση με γνώμονα το κόστος, της κατασκευασιμότητας των τεμαχίων της διάταξης μας. Μετά την εφαρμογή παρουσιάζονται οι συντελεστές κόστους και υλικού που προκύπτουν και προτείνονται επιλογές μεθόδων κατασκευής διαφόρων τεμαχίων για συγκεκριμένη ετήσια παραγωγή.	el
heal.abstract	A rising contemporary issue is the increase in worldwide energy demand. Nearly one quarter of the world’s population doesn’t have access to electricity in their homes and over 80% of these people live in peripheral urban and isolated rural areas of the developing world. Local governments and national organizations, are making significant efforts to provide solutions to the above problem. The development of low cost small wind turbines could be a solution to the above problem. At least for the regions where there is enough wind power to produce energy. The use of small wind turbines for home use could also significantly reduce the cost of money spent for electricity. The first part of this essay is the full design of a wind turbine structure on Solidworks 3D CAD platform. The structure includes the blades, the moulds for the blades, the hub, the rotor, the stator, the frame, the bearings, the tail, the tower etc. Along with designing the parts the Design for Manufacturing and Design for Assembly Lucas Method rules are taken into consideration. The second part includes the finite element static simulation for the blades, the wind turbine tower and the part that connects the tower to the wind turbine structure. The simulation in Solidworks uses the displacement formulation of the finite element method to calculate component displacements, strains and stresses under external loads that are calculated. Two different materials are applied to the parts for the simulation. The final part is the application of the DFMA method in the designed parts. The aim of this method is to design a product which can be manufactured easily and at low cost. This is achieved by taking into account the limitations related to manufacturing at the early stage of the design. After applying the method we get feedback information and we propose optimized manufacturing processes according to the cost.	en
heal.advisorName	Βοσνιάκος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών.	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true