Μελέτη της αεροελαστικότητας και ανάλυση της απόκρισης ανεμογεννητριών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως θέμα την αεροδυναμική και αεροελαστική ανάλυση του δρομέα της ανεμογεννήτριας με την χρήση των υπολογιστικών προγραμμάτων Qblade και ANSYS. Η ανάλυση που πραγματοποιήθηκε βασίστηκε στην δομή του πτερυγίου που αναπτύχθηκε από τους Καλογεράκη Στέφανο και Dhimo Ridvald στη διπλωματική τους εργασία με τίτλο "Αεροδυναμική σχεδίαση ανεμογεννήτριας οριζοντίου άξονα, μελέτη της διάβρωσης πτερυγίων και μελέτη αλληλεπίδρασης πύργου- πτερυγίων " [35] και επικεντρώθηκε κυρίως στην στατική αεροελαστικότητα του πτερυγίου. Στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μια εισαγωγή στο πεδίο μελέτης της παρούσας διπλωματικής με μια αναφορά στην συνεισφορά των ΑΠΕ στην αειφόρο ανάπτυξη των κρατών με παράλληλο σεβασμό στο περιβάλλον και στο τρόπο με τον οποίο βοηθούν έρευνες όπως η παρούσα, προς αυτή την κατεύθυνση. Στόχος του δεύτερου κεφαλαίου είναι η ενδελεχής περιγραφή του πεδίου μελέτης της αιολικής ενέργειας και πιο συγκεκριμένα της εκμετάλλευσης της από τις ανεμογεννήτριες. Δίνεται έμφαση στην περιγραφή της δομής των επιμέρους τμημάτων της ανεμογεννήτριας οριζοντίου άξονα και στα στάδια που πρέπει να ακολουθηθούν για την σωστή σχεδίαση της. Στο τρίτο κεφάλαιο, περιγράφονται αναλυτικά τα υπολογιστικά προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική έρευνα, Qblade και ANSYS , με έμφαση στις ενότητες εκείνες των προγραμμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για την πραγματοποίηση των προσομοιώσεων. Στο τέταρτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα δεδομένα και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων που πραγματοποιήθηκαν για την μελέτη της στατικής καταπόνησης του δρομέα, στα δύο αυτά προγράμματα, με παράθεση εικόνων και διαγραμμάτων για τρία διαφορετικά υλικά και για τέσσερις διαφορετικές ταχύτητες ανέμου. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η σύγκριση των δύο προγραμμάτων, η εξαγωγή συμπερασμάτων και παρατίθενται οι προτάσεις για περαιτέρω έρευνα.