Kesan kepaduan rotor terhadap prestasi kuasa turbin angin paksi menegak

Abstract

Tenaga angin merupakan salah satu sumber tenaga keterbaharuan yang berpotensi sebagai alternatif kepada penjanaan tenaga secara konvensional melalui pembakaran arang batu dan bahan api fosil yang menjadi penyumbang utama kepada perubahan iklim. Sejak kebelakangan ini, kajian tentang turbin angin lebih tertumpu kepada turbin angin paksi menegak jenis Darrieus berskala kecil yang lebih sesuai untuk digunakan di kawasan angin berkelajuan rendah. Justeru, kajian ini dijalankan bertujuan untuk menganalisa kesan kepaduan dengan mengubah diameter turbin, terhadap prestasi kuasa VAWT menggunakan teknologi perkomputeran dinamik bendalir (CFD) secara berangka. Satu siri simulasi CFD dua dimensi telah dijalankan ke atas VAWT 3-bilah yang diperlengkap dengan bilah jenis NACA0018. Penilaian prestasi kuasa terhadap 3 konfigurasi turbin dengan diameter yang berbeza, iaitu 1.0 m, 0.6 m dan 0.43 m telah dijalankan pada julat operasi kelajuan yang besar dengan kelajuan pengaliran masuk angin ditetapkan pada 8.0 m/s. Hasil simulasi jelas memperlihatkan bahawa turbin angin berdiameter besar menunjukkan prestasi yang baik pada nilai λ yang tinggi dan mempunyai julat operasi yang besar manakala turbin angin berdiameter kecil menjana kuasa lebih banyak pada nilai λ yang rendah dan mempunyai keupayaan mula diri yang lebih baik. Hasil kajian ini dapat membantu para penyelidik memahami dengan lebih mendalam kesan kepaduan turbin terhadap prestasi VAWT seterusnya menghasilkan rekaan ideal VAWT yang boleh beroperasi dalam keadaan angin yang kompleks.