Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
Modelling Wind Turbine Inflow: The Induction Zone
En vindmølle opbremser vinden foran sig ved at udtrække kinetisk energi fra luften. Opbremsningen er størst i rotorplanet mens den er ubetydelig for opstrøms afstande større end 5 rotor radier (R). Området foran rotoren hvor opbremsningen er signifikant kaldes for induktionszonen. Vindha-stighedsmålinger mere end 5R opstrøms vil således ikke være influeret af vindmøllen. Imidlertid vil vindhastigheden her til dels være dekorreleret med den vind der faktisk rammer vindmøllen, specielt i de tilfælde hvor den er placeret i en vindmøllepark eller i komplekst terræn. For store vindmøller vil denne dekorrelering være endnu mere udtalt. Det er dog nødvendigt at have et eksakt mål af den tilgængelige vindhastighed for at kunne evaluere en vindmølles ydeevne. Dekorreleringen kan mindskes ved at måle tættere på rotoren, men dette vil kræve en bedre forståelse af induktionszonen således at målingerne kan korrigeres for opbremsnin- gen. Formålet med den foreliggende afhandling er derfor at studere induk-tionszonen og dens afhængighed af vindmøllen eller de ydre omgivel-ser. De fleste resultater præsenteret i afhandlingen er fundet vha. Navier-Stokes simuleringer (CFD). Simuleringerne er blevet valideret ved at sam-menligne med lidarmålinger opstrøms en fuldskala vindmølle. I forbin-delse med valideringen blev der brugt en helt ny stokastisk validerings-metode kombineret med omfattende usikkerhedskvantificering som viser vigtigheden og fordelene ved at inkludere usikkerhederne i validering af CFD modeller. Induktionszonen for en isoleret vindmølle er kun lidt følsom overfor møl-lens specifikke rotor design og de eksterne vindforhold (vindgradient, turbulens etc.), hvorimod den er meget sensitiv overfor ændringer i rotor thrust-koefficienten. Påbaggrund af denne viden er en hurtig og simpel semi-empirisk model blevet præsenteret som kan forudsige hastigheds-opbremsningen opstrøms en enkeltstående mølle. Situationer med kom-plekst terræn eller tætstående møller er dog mere krævende at forudsige. Det bliver vist at den ...
Modelling Wind Turbine Inflow: The Induction Zone
En vindmølle opbremser vinden foran sig ved at udtrække kinetisk energi fra luften. Opbremsningen er størst i rotorplanet mens den er ubetydelig for opstrøms afstande større end 5 rotor radier (R). Området foran rotoren hvor opbremsningen er signifikant kaldes for induktionszonen. Vindha-stighedsmålinger mere end 5R opstrøms vil således ikke være influeret af vindmøllen. Imidlertid vil vindhastigheden her til dels være dekorreleret med den vind der faktisk rammer vindmøllen, specielt i de tilfælde hvor den er placeret i en vindmøllepark eller i komplekst terræn. For store vindmøller vil denne dekorrelering være endnu mere udtalt. Det er dog nødvendigt at have et eksakt mål af den tilgængelige vindhastighed for at kunne evaluere en vindmølles ydeevne. Dekorreleringen kan mindskes ved at måle tættere på rotoren, men dette vil kræve en bedre forståelse af induktionszonen således at målingerne kan korrigeres for opbremsnin- gen. Formålet med den foreliggende afhandling er derfor at studere induk-tionszonen og dens afhængighed af vindmøllen eller de ydre omgivel-ser. De fleste resultater præsenteret i afhandlingen er fundet vha. Navier-Stokes simuleringer (CFD). Simuleringerne er blevet valideret ved at sam-menligne med lidarmålinger opstrøms en fuldskala vindmølle. I forbin-delse med valideringen blev der brugt en helt ny stokastisk validerings-metode kombineret med omfattende usikkerhedskvantificering som viser vigtigheden og fordelene ved at inkludere usikkerhederne i validering af CFD modeller. Induktionszonen for en isoleret vindmølle er kun lidt følsom overfor møl-lens specifikke rotor design og de eksterne vindforhold (vindgradient, turbulens etc.), hvorimod den er meget sensitiv overfor ændringer i rotor thrust-koefficienten. Påbaggrund af denne viden er en hurtig og simpel semi-empirisk model blevet præsenteret som kan forudsige hastigheds-opbremsningen opstrøms en enkeltstående mølle. Situationer med kom-plekst terræn eller tætstående møller er dog mere krævende at forudsige. Det bliver vist at den ...
Modelling Wind Turbine Inflow: The Induction Zone
Meyer Forsting, Alexander Raul (Autor:in)
01.01.2017
Meyer Forsting , A R 2017 , Modelling Wind Turbine Inflow: The Induction Zone . DTU Wind Energy . https://doi.org/10.11581/DTU:00000022
Buch
Elektronische Ressource
Englisch
DDC:
690
Measured wind turbine loads and their dependence on inflow parameters
| British Library Conference Proceedings | 2003
Tailoring anisotropic synthetic inflow turbulence generator for wind turbine wake simulations
| American Institute of Physics | 2024
On the propagation of uncertainty in inflow turbulence to wind turbine loads
| Online Contents | 2008
On the propagation of uncertainty in inflow turbulence to wind turbine loads
| Online Contents | 2008