Experimentelle Leistungsbewertung einer Querstromturbine zur Energieerzeugung aus bewegtem Wasser

Zusammenfassung Querstrom-Gezeiten turbines sind eine vielversprechende Technologie zur Nutzung von Energie aus Gezeiten oder flussbedingten Strömungen. Sie bieten Flexibilität bei der Installation, entweder einzeln oder in Arrays. Die Auswahl des Designs muss jedoch die realen Arbeitsbedingungen, wie niedrige Strömungsgeschwindigkeiten und Tiefenebenen, berücksichtigen, um eine optimale Energieausbeute zu gewährleisten. Daher ist es entscheidend, die Auswirkungen verschiedener Strömungsgeschwindigkeiten und der Nähe zur freien Oberfläche zu verstehen. In dieser Studie wurde eine kommerziell erhältliche H-Darrieus-Windturbine experimentell als vertikale Querstromturbine unter verschiedenen strömungsinduzierten Freidrehbedingungen mit einer elektromechanischen Bremse als Drehmomentregler bewertet. Die Experimente wurden im Hochgeschwindigkeits-Ziehtank des Davidson Lab am Stevens Institute of Technology durchgeführt, wobei die Auswirkungen verschiedener Reynolds-Froude-Zahl-Kombinationen untersucht wurden. Die Leistung der Turbine wurde anhand des Leistungskoeffizienten und des maximalen Widerstandsdrehmoments bewertet, das sie während des kontinuierlichen Betriebs aufrechterhalten konnte. Die Ergebnisse zeigten, dass eine zunehmende Reynolds-Zahl den Leistungskoeffizienten verbessert, was mit den Ergebnissen in der Literatur übereinstimmt. Eine näherliegende Position zur freien Oberfläche führte jedoch zu einem Rückgang der Leistung, was einigen zuvor berichteten Studien widerspricht. Diese Ergebnisse bieten wertvolle Einblicke in die zugrunde liegende Hydrodynamik, die Querstromturbinen beeinflusst, und tragen zu verbesserten Entwurfs- und Einsatzstrategien für Konfigurationen mit freier Oberfläche und Farmen bei.