الدراسة آيروديناميكية لتصميم شفرة توربين رياح ذو محور أفقي صغير مناسب للظروف المحلية لمنطقة ورقلة

Abstract

إن شفرة التوربين هي الجزء الأھم و الضروري في توربينات الرياح إذ يعتمد إستخراج الطاقة من الرياح على تصميمها. الهدف من هذه الدراسة هو تطوير توربينات الرياح ذات المحور الأفقي الصغيرة (HAWT) المناسبة لظروف الرياح المحلية في منطقة ورقلة. أولا قمنا بتقدير طاقة الرياح في منطقة ورقلة من خلال الدراسة التي شاركنا بها في المؤتمر الدولي الأول للطاقة المستدامة و المواد المتقدمة IC-SEAM’21 المنظم من طرف جامعة قاصدي مرباح ورقلة )21-22 أفريل 2021). يعتمد تصميم شفرة التوربين على المعاملات الآیرودینامكیة، لتطوير المعادلات اللازمة لتحدید هذه المعاملات ندرس الحالة البسيطة حسب نظرية Betz التي نفترض فيه عمل الجهاز بدون ضیاع والتي ستكون مرجع في كل الحسابات و من ثم ننتقل إلى حالة وجود الضياع بإستعمال نظرية BEM اعتمادا على هذا نستطيع تصميم و تحليل HAWT لرسم شكل شفرة التوربينات ذات ملف NACA 4412. استخدام هذه الطريقة لتحديد توزيعات الوتر و زاوية الالتواء لتحسين الأداء الديناميكي الهوائي لتوربينات الرياح و القدرة المرغوبة5 kW إلى 7.84 kW. تم تطوير برنامج في 'Matlab' للحصول على توزيع المعاملات الآيروديناميكية. ثم تصميم الشفرات هندسيًا في البرنامج الصناعي 'SolidWorks' و محاكاتها في برنامج ' ANSYS' لدراسة تأثير كل من الضغط و السرعة و معامل الضغط على كل مقطع