Спойлеры задней кромки GFRP для лопастей ротора увеличивают AEP на 6%

Ветряная энергетическая компания evoblade, дочерняя компания Института аэрокосмических технологий (IAT) Университета прикладных наук Бремена (Германия), с помощью Deutsche Windtechnik разработала композитный модифицированный спойлер задней кромки для лопастей ротора. AG (Бремен) и Wirtschaftsförderung Bremen. Результаты параллельного тестирования и исследования оптимизации EvoFlap теперь подтверждают, что установка спойлера может улучшить аэродинамический поток в области хвостовика лопасти, что приведет к повышению эффективности и производительности системы ветряной турбины.

«Лопасти ротора оказывают значительное влияние на технические и экономические характеристики ветряной турбины», - говорит доктор технических наук. Франк Кортенстедде, основатель и генеральный директор evoblade. «Разрабатывая и оптимизируя модифицируемый элемент потока, мы хотели добиться технического и экономического улучшения свойств существующих систем с учетом достижений технического понимания».

EvoFlap можно адаптировать к различным типам лопастей ротора. В качестве базовой системы для оптимизации была выбрана турбина NEG Micon NM 82 с номинальной мощностью 1,5 мегаватт (МВт) и длиной лопастей ротора 40 метров. Дополнительный спойлер, состоящий из многослойной конструкции из композитного армированного стекловолокном полимера (GFRP), имеет общую длину 10 метров, которая разделена на семь сегментов, чтобы можно было установить непосредственно на установленную лопасть ротора.

«Для установки EvoFlap не нужно снимать лезвие со ступицы, и это снижает объем работы и затраты», - подчеркивает Франк Кортенстедде. «Кроме того, конструкция лезвия не повреждается при приклеивании к нему сегментов, и EvoFlap гармонично сочетается с дизайном лезвия». Для проверки годовой выработки энергии компании ROMO Wind (Айнзидельн, Швейцария) было поручено провести независимый мониторинг производительности с использованием технологии спиннер-анемометра iSpin, которая измеряет скорость ветра перед турбиной для получения прямых и достоверных данных. В дополнение к испытательной системе вторая (соседняя) турбина того же типа была оснащена технологией iSpin в качестве эталонной системы.

Результаты параллельного исследования, которое проводилось с августа 2015 года по март 2019 года, подтвердили увеличение годового производства энергии (AEP), которое было предсказано с использованием смоделированных данных. Недавние результаты также показывают увеличение AEP на 6% при средней годовой скорости ветра 7 метров в секунду. Помимо увеличения текучести, было продемонстрировано, что EvoFlap также увеличивает прочность на изгиб и скручивание лопасти ротора, что увеличивает общий срок службы лопасти.

«В зависимости от срока службы EvoFlap может быть достигнуто возможное продление на 1,2–2,6 года сверх максимального срока службы в 20 лет», - объясняет Франк Кортенстедде. «Достигнут очень высокий уровень трансфера технологий. Модернизация таких крупномасштабных элементов потока в настоящее время является абсолютным исключением. Тем не менее, этот исследовательский проект показывает значительные потенциальные положительные эффекты ».

По словам evoblade и партнеров, EvoFlap теоретически может быть установлен на всех ветряных турбинах, которые имеют тонкую конструкцию в области основания лопасти. Тем не менее, хотя проточный элемент подходит для модернизации, его необходимо адаптировать к индивидуальным характеристикам соответствующего типа лопастей.

«Несмотря на то, что модификация элементов потока не всегда возможна, а первоначальная конструкция и характеристики турбин зависят от производителей систем, мы по-прежнему очень рады участвовать и поддерживать такие исследовательские проекты, которые рассматривают технологии будущего», добавляет Матиас Брандт, директор Deutsche Windtechnik AG. «Результаты движутся в правильном направлении и помогают всей отрасли!»