Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2023 - zeszyt 6

Investigation of Static Voltage Accumulation on Wind Turbine Blade in Atmospheric Wind speed Humidity and Temperature

Badanie akumulacji napięcia statycznego na łopatach turbiny wiatrowej przy prędkości wiatru atmosferycznego, wilgotności i temperaturze

10.15199/48.2023.06.36

nr katalogowy: 143767
10.15199/48.2023.06.36

Streszczenie

Wind turbines are one of renewable energy sources. Wind turbines installed at wild open area such offshore, mountains and deserts are filled with air particles and flow of wind speed. During the wind flow throughout the wind turbines which rotates the turbine blades, there is friction between the air particles and the blade surface that leads the static voltage to accumulate on the blade surface causing upward streamers. Using fiberglass reinforced plastic (FRP) wind turbine blades by simulation and experimental method. The charged particle tracing with electrostatics and laminar flow with time-dependent used to determine the value of static voltage accumulation. Static voltage accumulation is influenced by various factors such as wind speed (1, 5, and 7 m/s), humidity (20, 50, and 70 %RH) and temperature (28, 35, and 48 oC) had tested and analyzed. Furthermore, the result obtained using the Finite Element Method (FEM) has shown a good agreement with the experimental result. It was observed that high flow velocity has a great tendency to charge the blade surface with 36.70%higher from 1 m/s to 7 m/s. Low relative air humidity increases the risk of static electricity 221.6 V at the of side of the blade when humidity is 20%. Moreover, increasing the air temperature from 28 to 48 degrees Celsius increases the voltage by 20%. Therefore, determining the need for statice voltages generated in the blade surface and the risk related to upward streamers is obliged to be evaluated as it is the essential ways in adopting the correct protection systems.

Abstract

Turbiny wiatrowe są jednym z odnawialnych źródeł energii. Turbiny wiatrowe zainstalowane na dzikich terenach otwartych, takich jak wybrzeże, góry i pustynie, są wypełnione cząsteczkami powietrza i prędkością wiatru. Podczas przepływu wiatru przez turbiny wiatrowe, który obraca łopaty turbiny, występuje tarcie między cząstkami powietrza a powierzchnią łopaty, co prowadzi do gromadzenia się napięcia statycznego na powierzchni łopaty, powodując wznoszenie się wstęg. Wykorzystanie łopat turbin wiatrowych z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym (FRP) za pomocą modelowania i metody eksperymentalnej. Śledzenie cząstek naładowanych za pomocą elektrostatyki i przepływu laminarnego z zależnym od czasu wykorzystaniem do wyznaczania wartości kumulacji napięcia statycznego. Na akumulację napięcia statycznego mają wpływ różne czynniki, takie jak prędkość wiatru (1, 5 i 7 m/s), wilgotność (20, 50 i 70 %RH) oraz temperatura (28, 35 i 48 oC). . Ponadto wynik uzyskany metodą elementów skończonych (MES) wykazał dobrą zgodność z wynikiem doświadczalnym. Zaobserwowano, że duża prędkość przepływu ma dużą tendencję do obciążania powierzchni łopaty o 36,70% większą od 1 m/s do 7 m/s. Niska wilgotność względna powietrza zwiększa ryzyko powstania elektryczności statycznej 221,6 V z boku łopaty, gdy wilgotność wynosi 20%. Ponadto zwiększenie temperatury powietrza z 28 do 48 stopni Celsjusza powoduje wzrost napięcia o 20%. W związku z tym określenie konieczności występowania napięć statycznych generowanych na powierzchni łopaty oraz zagrożenia związanego ze skierowanymi w górę streamerami wymaga oceny, ponieważ jest to niezbędny sposób w doborze odpowiednich systemów ochronnych.

Słowa kluczowe

Keywords

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-6 , nr katalogowy 143767 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2023-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	70.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2023-6

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma