Повышение эффективности ветроэнергетической установки за счёт снижения ошибки ориентации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ковалёв Антон Александрович
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 121
Оглавление диссертации кандидат наук Ковалёв Антон Александрович
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 Разработка модели ветроэнергетической установки, настройка параметров и расчёт
1.1. Подбор параметров ветроэнергетической установки
1.2. Настройка модели и расчёт в номинальном режиме
1.1.1. Построение геометрической модели
1.1.2. Построение сетки
1.1.3. Назначение параметров
1.1.4. Анализ результатов расчёта
1.3. Заключение по 1-й главе
Глава 2. Расчёты при различных моделях турбулентности
2.1. Модель к-е
2.2. Модель к-ю ББТ
2.3. Модель БУТ
2.4. Результаты расчётов при различных моделях турбулентности
2.5. Заключение по 2-й главе
Глава 3. Натурный эксперимент и моделирование на основе его условий
3.1. Аэродинамика в эксперименте
3.2. Моделирование с параметрами натурного эксперимента
3.3. Заключение по 3-й главе
Глава 4. Стереопанорамный анеморумбометр
4.1. Исследование аналогов и описание принципа работы
4.2. Расчёт величин
4.3. Снижение дифференциальной ошибки ориентации анеморумбометра69
4.3.1. Программный код
4.3.2. Описание программного кода
4.3.3. Использование программы для стереопанорамного расположения приборов
4.4. Сравнение расположения двух приборов
4.5. Моделирование в МаИаЬ/81шиНпк
4.6. Программа и методика испытаний прибора СтереоПАН
4.6.1. Объект испытания
4.6.2. Требования к прибору
4.6.3. Средства и порядок испытаний
4.6.4. Методы испытаний
4.6.5. Проверка конструктивных требований к прибору
4.6.6. Проверка регистрирующей программы
4.7. Заключение по 4-й главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Управление мощностью ветроэлектрической установки при возмущениях сети2022 год, кандидат наук Ибрагим Ахмед Амер Ибрагим
Нелинейная система управления ветроэнергетической установкой с асинхронной машиной двойного питания2022 год, кандидат наук Алмакки Али Надхим Джбарах
Исследование алгоритмов управления и разработка контроллера ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения2016 год, кандидат наук Мартьянов Андрей Сергеевич
Повышение энергетической эффективности работы ветроэнергетических установок на основе опыта эксплуатации ветропарка в Калининградской области2019 год, кандидат наук Задорожный Андрей Олегович
Климатологическая оценка ветроэнергетического потенциала на различных высотах: на примере Юго-Востока Европейской территории России2012 год, доктор географических наук Рыхлов, Александр Богданович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности ветроэнергетической установки за счёт снижения ошибки ориентации»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Ветроэнергетика во многих странах мира выделилась в отдельную отрасль и играет существенную роль в национальных энергобалансах. Современные генерирующие установки в основном представлены традиционными горизонтально-осевыми (ГО) конструкциями, имеющими известный существенный недостаток — необходимость ориентации ротора на ветер [1-4].
С учётом того, что вклад мировой ветроиндустрии в выработку электроэнергии составляет 2 304 ТВтч или 7,8% от общего объёма по данным отчёта Global Electricity Review за 2023 год [5], системные потери, составляющие 10-30% от объёма выработки и возникающие из-за ошибок ориентации ротора (погрешности коллинеарности между вектором набегающего потока ветра и проекцией оси вращения ротора на горизонтальную плоскость), являются весьма существенными и представляют собой актуальную фундаментальную проблему [6, 7].
В настоящее время она решается с помощью различных способов слежения и внедрения дорогостоящих систем, таких как LiDAR и SoDAR [813], позволяющих снизить величину ошибки ориентации, что благотворно сказывается на объёме вырабатываемой электроэнергии. При этом экономический эффект от прироста выработки энергии на мировом рынке по предварительным расчётам составит около Р3,3 трлн в год (при средней мировой стоимости 14,5 Р/кВтч по данным GlobalPetrolPrices [14] и при условии повышения выработки электроэнергии хотя бы на 10 процентов следует, что 2 304 ТВтч х 14,5 Р х 10 % = Р3,3 трлн). Одним из вариантов решения проблемы является применение новых методов управления ориентацией [15, 16], основанных на измерении генерируемой мощности, что позволяет исключить дорогостоящее отслеживание и не требует внесения каких-либо существенных изменений в конструкцию ветроэнергетической
установки. Другим вариантом может быть создание алгоритма снижения ошибки ориентации, который позволит с определённой точностью её вычислять для последующего учёта системой управления при формировании сигнала на ориентацию. Данная ошибка впервые определена как дифференциальная, поскольку её величина меняется во времени и зависит от целого ряда показателей — скорости набегающего потока ветра, формы лопастей ВЭУ, частоты вращения ротора, элементов механизации лопасти, типа датчика скорости и направления ветра и т. д.
Согласно результатам целого ряда исследований, средняя ошибка ориентации традиционных анеморумбометров в среднем составляет 20° [17]. Погрешность самого анеморумбометра согласно применимым стандартам [18] составляет ещё 5°. К этому рассогласованию добавляется дифференциальная ошибка ориентации, вызванная отклонением набегающего потока ветра от вращающихся лопастей ротора. В результате общий угол отклонения прибора от реального направления ветра может достигать более чем 25°, что и приводит к потерям мощности в 10-30%, как было указано выше.
Степень разработанности темы исследования. Над исследованием влияния вращающихся лопастей ВЭУ на направление ветра работали различные учёные. Е. В. Соломин и А. С. Мартьянов проводили совместную работу по оценке величины ошибки ориентации и созданию стереопанорамного анеморумбометра. Ву Сонгхуа занимался изучением вихревого следа ВЭУ с помощью усовершенствованного прибора под названием импульсный допплеровский ЫЭЛЯ [19]. Однако данный прибор является дорогостоящим. Н. Н. Соренсен исследовал достоверность результатов СБО-методов моделирования для получения полей скорости ветра за лопастями и проводил сравнение с экспериментальными данными [20]. Т. Ф. Педерсен и Г. Демуртас занимались калибровкой вращающегося анемометра [21], который является хорошим косвенным аналогом стереопанорамного анеморумбометра, но более дорогостоящим, т. к. в его
конструкции применяется 3 прибора типа SoDAR. З. Фредерик производил измерение ошибки ориентации на ВЭУ мощностью 500 кВт и оценивал влияние изменения высоты установки прибора на величину ошибки [22]. А. Ротт проводил схожую оценку величины ошибки ориентации и разработал с коллегами метод, позволяющий снизить её величину на 8%, основанный на ретроспективных данных [23]. Я. Юйсун разработал метод определения и снижения ошибки ориентации за счёт использования нейросети на 6,88% [24].
В текущей диссертационной работе исследован новый способ определения направления ветра на основе стереопанорамного измерения давления потока ветра, а также разработан новый метод снижения ошибки ориентации, что позволило увеличить выработку электроэнергии на 16,2%.
Цель работы - повышение эффективности ветроэнергетической установки путём разработки метода снижения ошибки ориентации и нового способа определения направления ветра.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Проведение численного моделирования обтекания трёхмерной модели ГО ВЭУ воздушным потоком в программном пакете ANSYS (Design Modeler, ICEM, CFX Pre) для оценки его отклонения вращающимися лопастями.
2. Оценка влияния различных моделей турбулентности на процессы вихреобразования и определение наиболее точного метода численного моделирования в пространстве, окружающем гондолу ГО ВЭУ.
3. Разработка новой конструкции стереопанорамного датчика (анеморумбометра) для более точного определения направления ветрового потока и выявление оптимального места для его установки.
4. Разработка нового программного обеспечения (ПО) для вычисления дифференциальной ошибки ориентации и оценка прироста мощности ГО ВЭУ при её снижении.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Впервые структурированы аэродинамические модели турбулентности к-е, к-ю SST и ЕУТ в части эмпирических констант замыкания.
2. Проведён анализ турбулентных потоков на основе дифференциальных уравнений Навье-Стокса, осреднённых по числу Рейнольдса, благодаря чему впервые сформировано графическое описание дифференциальной ошибки ориентации.
3. Разработан новый алгоритм определения дифференциальной ошибки ориентации ГО ВЭУ.
4. Получена новая зависимость значения дифференциальной ошибки ориентации от скорости ветра, быстроходности ротора и угла отклонения от направления ветра. Прирост мощности при снижении ошибки ориентации с 33,6° до 5,8° составляет 16,2%.
Идея работы - определение численного значения дифференциальной ошибки ориентации ГО ВЭУ для разработки ПО по её снижению.
Объект исследования - горизонтально-осевая ветроэнергетическая установка.
Предмет исследования - влияние скорости и направления ветрового потока, отклоняемого вращающимися лопастями, на величину ошибки ориентации ГО ВЭУ.
Теоретическая и практическая значимость работы:
1. Получено графическое представление величин дифференциальной ошибки ориентации ГО ВЭУ во временном диапазоне.
2. Разработана новая компьютерная модель ГО ВЭУ, предназначенная для исследования влияния вращающихся лопастей ВЭУ на направление ветрового потока.
3. Разработаны новые программы для ЭВМ: «Модель флюгера анеморумбометра», «Программа эмуляции системы управления ветроэнергетической установкой», «Модель отклонения флюгера
анеморумбометра горизонтально-осевой ветроэнергетической установки», «Модель дифференциальной ошибки анеморумбометра».
4. Разработан и изготовлен экспериментальный образец нового стереопанорамного анеморумбометра, подана заявка на изобретение: «Стереопанорамный матричный анеморумбометр «СтереоПАН».
5. Результаты работы используются в образовательном процессе ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)»:
- в дисциплине «Энергетическое использование ветровых ресурсов» (направление 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника, направленность «Энергетические системы и комплексы» 2.4.5), бакалавриат;
- в дисциплине «Возобновляемая энергетика» (направление 13.04.02 Электроэнергетика и электротехника, направленность «Энергетические системы и комплексы» 2.4.5), магистратура.
Методология и методы исследований. В процессе работы над диссертацией использовались численное моделирование в ANSYS CFX/ Fluent (метод конечных объёмов) и Matlab/Simulink, натурные испытания с ГО ВЭУ Vestas V-164.
В аэродинамических расчётах применены уравнения Навье-Стокса, осреднённые по числу Рейнольдса, а также уравнения моделей турбулентности k-s, k-ю SST и EVT.
Положения, выносимые на защиту:
1. Результаты компьютерного моделирования обтекания ГО ВЭУ при различных параметрах ветрового потока и моделях турбулентности.
2. Компьютерная модель обтекания ГО ВЭУ на основе результатов натурного эксперимента.
3. Метод определения оптимального расположения стереопанорамного анеморумбометра.
4. Метод определения дифференциальной ошибки ориентации анеморумбометра для стандартного и стереопанорамного анеморумбометров.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности:
По тематике и методам исследования диссертационная работа соответствует паспорту специальности 2.4.5. - Энергетические системы и комплексы в части пунктов:
п. 1 - Разработка научных основ (подходов) исследования общих свойств и принципов функционирования и методов расчета, алгоритмов и программ выбора и оптимизации параметров, показателей качества и режимов работы энергетических систем, комплексов, энергетических установок на органическом и альтернативных топливах и возобновляемых видах энергии в целом и их основного и вспомогательного оборудования.
п. 5 - Разработки и исследования в области энергосбережения и ресурсосбережения при производстве тепловой и электрической энергии, при транспортировке тепловой, электрической энергии и энергоносителей в энергетических системах и комплексах.
п. 6 - Теоретический анализ, экспериментальные исследования, физическое и математическое моделирование, проектирование энергоустановок, электростанций и энергетических комплексов, функционирующих на основе преобразования возобновляемых видов энергии (энергии водных потоков, солнечной энергии, энергии ветра, энергии биомассы, энергии тепла земли и других видов возобновляемой энергии) с целью исследования и оптимизации их параметров, режимов работы, экономии ископаемых видов топлива и решения проблем экологического и социально-экономического характера.
п. 7 - Исследование влияния технических решений, принимаемых при создании и эксплуатации энергетических систем, комплексов и установок на их финансово-экономические и инвестиционные показатели, региональную экономику и экономику природопользования.
Степень достоверности полученных результатов. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов подтверждается
совпадением результатов моделирования и натурного эксперимента. Основные положения диссертации представлялись на всероссийских и региональных научных конференциях, опубликованы в печати в изданиях ВАК и Scopus, и получили одобрение специалистов.
Личный вклад автора заключается в освоении пакета программ ANSYS и последующем проведении моделирования обтекания ГО ВЭУ, включая настройку геометрии, построение сетки, настройку параметров модели, отслеживание процесса расчёта и обработку результатов. Данные результаты легли в основу программного обеспечения. Также автором в работе выполнены выведение эмпирических констант замыкания для различных моделей турбулентности из их уравнений и анализ наиболее подходящего метода моделирования на основе результатов натурного эксперимента.
Реализация результатов работы. На основании результатов исследования подана заявка на изобретение: Стереопанорамный матричный анеморумбометр «СтереоПАН» (№ 2022102573); получены свидетельства РФ на программы ЭВМ: Программа эмуляции системы управления ветроэнергетической установки (№ 2019661740), Модель флюгера анеморумбометра (№ 2020615664), Модель отклонения флюгера анеморумбометра горизонтально-осевой ветроэнергетической установки (№ 2021663592/69), Модель дифференциальной ошибки анеморумбометра (№ 2022612154), Оптимизатор системы ориентации (№ 2022619640), Вычислитель дифференциальной ошибки угла ориентации анеморумбометра (№ 2023611772).
Апробация работы. Основные результаты работ и исследований по теме диссертации были представлены на следующих конференциях:
1. Энергоэффективность. Ценология. Экология и Энергобезопасность (Астрахань, 2020 г.).
2. Фундаментальные проблемы управления производственными процессами в условиях перехода к индустрии 4.0 (Сочи, 2020 г.).
3. Наука ЮУрГУ. Секции технических наук (Челябинск, 2020 г.).
4. Вопросы развития современной науки и техники (Мельбурн, 2020 г.).
5. International Conference on Industrial Engineering (Челябинск, 2020 г.).
6. Проблемы современной теплоэнергетики (Липецк, 2024 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в
том числе 7 в рецензируемых научных изданиях, определённых ВАК Минобрнауки России, из них 6, входящих в систему цитирования МБД Scopus; 7 статей в иных изданиях, получено 6 свидетельств о государственной регистрации программы для ЭВМ, подана 1 заявка на патент на изобретение.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 1 21 странице, включая 46 рисунков, 7 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 92 наименования.
Исследование поддержано грантами.
- Российского фонда фундаментальных исследований, № 19-08-00070 А, «Оптимизация алгоритма определения дифференциальной ошибки угла отклонения анеморумбометра ветроэнергетической установки на основе нестационарной аэродинамики и кинематики с учетом деформации профиля скорости потока», 2021 г;
- Российского фонда фундаментальных исследований, №20-48-740002 р_а_Челябинск, «Теоретическое обоснование и экспериментальные исследования нового метода управления ориентацией ротора горизонтально-осевой ветроэнергетической установки», 2019 - 2021 гг;
- Программой поддержки талантливой молодёжи - УМНИК, договор 0067250, «Разработка алгоритма устранения дифференциальной ошибки угла ориентации ротора горизонтально-осевой ветроэнергетической установки», 2021 - 2023 гг;
- Фонда содействия инновациям, № 4124ГС1/68681, «Разработка и испытания прототипа системы ориентации ротора горизонтально-осевой ветроэнергетической установки», 2021 - 2022 гг;
- Российского научного фонда, № 23-11-20016, «Методология разработки системы управления аэродинамическим профилем лопасти ветроэнергетической установки и крыла летательного аппарата на основе искусственного интеллекта с самообучающейся нейронной сетью», 2023 -2025 гг;
- Российского научного фонда, № 25-19-20060, «Комплекс доставки отправлений беспилотными летательными аппаратами с формированием складской, полетной и распределительной логистики на основе искусственного интеллекта», 2025-2027 гг.
Глава 1 Разработка модели ветроэнергетической установки, настройка
параметров и расчёт 1.1. Подбор параметров ветроэнергетической установки
Исследование и выбор ГО ВЭУ производится из наиболее распространённых моделей от ведущих мировых производителей. Необходимо обратиться к статистике. За 2020-й [25], 2019-й [26] и 2017-й [27]. Из указанных данных следует, что лидером по изготовлению ГО ВЭУ является датская компания Vestas [28].
Vestas имеет совместное с Mitsubishi Heavy Industries предприятие по выпуску. На сегодняшний день компанией было установлено ВЭУ в количестве более 60 000 единиц общей мощностью 82 ГВт в 76-ти странах. При детальном исследовании было выявлено, что Vestas использует, в основном, профиль лопасти V66 RCC типа B32 [29], который, в свою очередь, был получен из профиля лопасти B52. В B32 были изменены кромки лопастей путём масштабирования [30].
Американская General Electric (GE) заняла второе место и за последние годы разместила два заказа в Китае на мощность более 200 МВт, а также планирует совместно с компанией Mainstream Renewable Power построить во Вьетнаме ВЭУ на общую мощность 800 МВт, на 153 МВт в Пакистане и на 453 МВт в Австралии. Дополнительно ими был получен заказ на изготовление 800 ВЭУ мощностью 2,5 МВт каждая по проекту Wind Cather от компании Invenergy в штате Оклахома. Общая мощность составит 2 ГВт. В штате Айдахо GE совместно с PacifiCorp намерена заменить маломощные и устаревшие ВЭУ общей мощностью 500 МВт на более современные. На воде внедрена в эксплуатацию ВЭУ Haliade мощностью 6 МВт по проекту DeepWater Wind на участке Block Island. Все указанные ВЭУ имеют модифицированный профиль лопасти B52 от компании Vestas.
Третье место в 2020-м году заняла китайская компания Goldwind. Их особенностью является изготовление ВЭУ меньшей мощности, чем у GE и Vestas. В среднем, это установки на 1,8 МВт. Однако на рынке данные модели становятся со временем менее востребованными из-за спроса на ВЭУ более высокой мощности.
Компании Siemens и Gamesa в 2017 году объединились, поэтому их можно рассматривать как одну. У Gamesa имеется следующий ряд моделей ВЭУ:
- 2 МВт, диаметр ротора 80-114 м;
- 2,5 МВт, диаметр ротора 106-126 м;
- 3,3 МВт, диаметр ротора 132 м.
Siemens предлагает модели
с редуктором:
- 2,3-2,625 МВт, диаметр ротора 101-120 м;
без редуктора:
- 3,2-4,3 МВт, диаметры ротора 101, 108, 113, 120, 130 и 142 м.
Также имеются ВЭУ с прямым приводом мощностью 6 и 8 МВт.
Ближайшим конкурентом является модель компании Vestas MHI V164. Мощность от 7 МВт. Перечисленные ВЭУ достаточно перспективны на европейском рынке, а также могут претендовать на поставки в США для развития оффшорной ветроэнергетики.
Примечательно, что Gamesa также использует для своих ВЭУ модифицированный профиль лопасти B52.
Следует дополнительно рассмотреть немецкую компанию Enercon, которая не вошла в десятку крупнейших производителей ВЭУ за 2020-й год, но при этом занимающей в данной отрасли наибольшую долю рынка в Германии. Компания присутствует на 26-ти рынках разных стран. Их наиболее востребованной ВЭУ является модель E115 на 3 МВт. Её профиль имеет отличия от B52, однако в комле конструкция абсолютно аналогичная. Также
на рынок поступает относительно новая и не менее востребованная модель EP3 на 3,5 МВт. Профиль лопасти идентичен E115-3MW.
В результате анализа некоторых других компаний (Envision (Китай), Suzlon (Индия)) было выявлено, что они также взяли за основу профиль лопасти Vestas B52 для ВЭУ мегаваттного класса [31].
Таким образом, в результате исследования конструкций и профилей лопастей делается вывод о целесообразности использования в исследовательских целях ВЭУ компании Vestas с профилем лопасти B52 [30].
Лопасти построены в программе SolidWorks по точкам, соответствующим гибридному профилю Vestas (рис. 1) [32] и переносится в геометрический модуль ANSYS — Design Modeler.
Рисунок 1. Точки для построения профиля лопасти
Модель ВЭУ строится без мачты с целью снижения нагрузки на компьютер во время вычислений (рис. 2) [33]. Также при подготовке модели в
результате предварительного расчёта выявлено, что её следует дополнительно урезать по радиусу в 30 м от ступицы, т. к. интерес для исследования представляет область только над гондолой. Дальние части лопастей удлиняют время расчёта, но не оказывают влияния на результат. В дальнейшем модель будет представлена только в усечённом виде.
Рисунок 2. Трёхмерная модель ГО ВЭУ без усечения: вид спереди (а) и вид
сбоку (б)
Цифры профилей NACA расшифровываются следующим образом:
- первая означает процент отклонения выгнутой хорды от прямой хорды;
- вторая — десятки процентов положения максимальной толщины от носа профиля;
- третья и четвертая — процент толщины профиля по отношению к длине хорды.
Основные параметры ГО ВЭУ Vestas V-120 представлены в табл. 1.
Таблица 1
Параметры ГО ВЭУ
Ротор Лопасть Эксплуатационные параметры
Параметр Данные Параметр Данные Параметр Данные
Тип 3-лопастная, горизонтально-осевая Тип B52 Минимальная скорость Vмин 4 м/с
Диаметр D 120 м Длина 58,5 м Номинальная скорость Vном 12,5 м/с
Ометаемая площадь S 11 300 м2 Хорда в комле 4,2 м Максимальная скорость Vмакс 25 м/с
Диапазон угловых скоростей 5-13 об/мин Аэродинамический профиль B52 Критическая скорость Vкрит 70 м/с версия)
Управление мощностью Регулирование установочного угла на переменной скорости ветра Материал GRE Номинальная быстроходность ^ном 5 модулей
Наклон оси ротора 6 градусов Покрытие Semimatt, <30 / ^2813
Цвет Light grey, RAL 7035
1.2. Настройка модели и расчёт в номинальном режиме
Для моделирования турбулентных потоков используется подход, основанный на дифференциальных уравнениях Навье-Стокса, осреднённых по числу Рейнольдса [34-36].
Уравнение непрерывности:
др д , л
Уравнение импульса:
д д ,
дх)
(2.2)
где р — среднее значение плотности, кг/м3; и, — абсолютное среднее значение скорости в направлении х,, м/с.
Турбулентная вязкость, Па-с:
Щ =
к2
^•Сц^Р—,
(23)
Сила трения, Па:
(диь диЛ 2 ди1
ч = и>, (2Л)
Тензор напряжений Рейнольдса [34], Па:
р • и[ • и' = щ
/ди1 диЛ 2/
\дх^ + ~дх'1) — 3У
'диI диЛ 2 ( дик
)вц, (2.5)
где щ — коэффициент динамической вязкости, Па с; С^ — эмпирическая константа замыкания; fpL — функция демпфирования; к — кинетическая энергия пульсаций турбулентности, м2/с2; £ — скорость рассеяния энергии турбулентности, м2/с3.
Модель турбулентности к-е [37]:
д , л д
к) +а£
д г ч д
( щ\ дк 2
_( ДЛ д£
X <г£) дХ]
2 ( дщ
\ дщ + Р'к)дх1'(2'6')
р • и,- • £
= 1 ~
к
^•Р
—К*
дщ \
дх, ^ ) дх,_
£ £ дщ Сц- "
— С£2 • р— + СЕо—иг • Рв + С£4 • р • £ —---„ Л ,
£2 И к в £4 И дх, 1 + р^-ц3
ди, С^^ — Ч/^) р^2
к
(2.7)
1.1.1. Построение геометрической модели
Модель создаётся на основе сборного профиля, в котором комлевая (исследуемая) часть представляет собой в сечении цилиндр, а вдоль по хорде — лопасть типа B52.
ГО ВЭУ имеют наклон ротора, как показано на рис. 3. Это связано со следующими факторами:
- при горизонтальном расположении оси лопасти, проходя снизу возле мачты, могут её задеть, т. к. имеют достаточную эластичность и отклоняются при давлении ветра;
- при наклоне оси расположение главного/центрального вала ротора позволяет разместить подшипник таким образом, что он не может быть вырван ротором из посадочного места. Т. о. ВЭУ выдерживают более высокие нагрузки, связанные с силами гравитации.
Наклон ротора
к-х
Рисунок 3. Расположение ротора у ГО ВЭУ
Исходя из условий работы программы необходимо назначить и настроить дополнительную систему координат, в которой будет осуществляться вращение лопастей без отрывов и проникновений внутрь гондолы, как это происходило бы при движении вокруг оси Х из системы координат по умолчанию.
Положение системы координат настроено в соответствии с реальным наклоном ротора (рис. 4).
Details of AngleCF Basic Settings
Option
Coord Frame Type
Ref. Coord Frame
Origin 0 0 0
Z Axis Point 0 0 1
X-2 Plane Pt 1_-0.1Д51Я4_0_
О Frame Motion El
О Visibility
Рисунок 4. Настройки системы координат для вращения ротора
Единичные значения заданы по умолчанию, а за наклон в нужном направлении отвечает второе число из строки X-Z Plane Pt. Опытным путём было выявлено, что для его определения необходимо взять два отрезка единичной длины, образующих угол 6°, что соответствует углу наклона ротора ВЭУ. Длина третьего отрезка, соединяющая концы первых двух, является нужным для подстановки числом. Используемые для графического расчёта в Microsoft Visio величины делятся на 100 и заносятся в препроцессор ANSYS со знаком минус (рис. 5).
К Начало (X) 117,5 мм 1 Начало (V} -700 мм = Конец Р0 117,5 мм § Конец (У} -689,4896 м». р Длина 10,5104 мм + Угол 90 град
X Высота 0 мм
Рисунок 5. Графический поиск длины отрезка для настройки системы
координат
Итоговое расположение вспомогательной системы координат представлено на рис. 6.
Рисунок 6. Расположение системы координат для вращения ротора (вид
сбоку)
Для удовлетворения цели расчёта диаметр усекающей окружности установлен в 65 м. Величина диаметра определена с заделом на расчёты для учёта углов отклонения от направления ветра не более 30° Усечённая модель представлена на рис. 7.
Рисунок 7. Усечённая модель ГО ВЭУ (вид спереди) 1.1.2. Построение сетки
Для построения сетки использован инструмент 1СЕМ. Он позволяет более детально проработать сетку, а также имеет эффективные возможности для устранения структурных ошибок. Сетка разделена на неподвижную и вращающуюся части для корректного задавания вращения в препроцессоре (рис. 8).
а б
Рисунок 8. Сетка модели в 1СЕМ: вращающейся части (а) и неподвижной
части (б)
Кол-во элементов вращающейся части сетки составляет 1 млн; неподвижной — 4,85 млн.
При этом для высокой точности расчёта большая часть элементов приходится на саму модель, в то время как пристеночные области граничных условий имеют крупные ячейки, т. к. процессы, происходящие на отдалении от модели ВЭУ, не важны в исследовательских целях. Для дополнительного повышения точности сделано объёмное сгущение сетки над поверхностью гондолы. Сгущение можно увидеть при включении отображения объёмов сетки в сечении неподвижной части модели (рис. 9).
Рисунок 9. Сетка неподвижной части модели в разрезе
Отдельно задаётся область AIR, которая присваивается воздушной среде (в объёме граничных условий), а также область вращения ROTATING, включающая в себя все лопасти и ступицу. Такое разделение необходимо выполнять, чтобы в препроцессоре для данных областей появилась возможность задавать определённые условия.
При создании сетки дополнительно выбирается призматическая форма ячеек для определённых участков ВЭУ. Наличие призматического слоя на
прикомлевой части лопастей и верхней поверхности гондолы обусловлено градиентом профиля скорости в пограничном слое. Призматической слой позволяет привести в соответствие безразмерный критерий применимости модели турбулентности Y+ к требованиям модели турбулентности ^е. Высота призмы в пристеночном слое равна 0,001 мм, что приводит значение Y+ в диапазон до 100 [37, 38].
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Повышение режимной управляемости ветроэнергетических установок с изменяемой геометрией лопастей регуляторами на нечеткой логике2014 год, кандидат наук Зубова, Наталья Владиславовна
Математическое моделирование и численное исследование атмосферного пограничного слоя области ветропарков2024 год, кандидат наук Корнилова Мария Игоревна
Методика проектирования конструктивных систем арктических ветроэнергетических установок2026 год, кандидат наук Ригель Иван Владимирович
Научно-технические аспекты разработки и функционирования автономных вертикально-осевых роторных ветроэнергетических установок для сельскохозяйственных потребителей2022 год, доктор наук Алексеенко Виталий Алексеевич
Разработка автономной бироторной ветроэнергетической установки малой мощности2004 год, Кириллов, Василий Владимирович
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ковалёв Антон Александрович, 2026 год
Список литературы
1. да Роза, А. В. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы : учебное пособие / А. В. да Роза ; перевод с английского Д. О. Лазарев [и др.] ; под редакцией С. П. Малышенко, О. С. Попеля. - Москва : ИД МЭИ ; Долгопрудный : ИД Интеллект, 2010. - 704 с. - ISBN 978-5-91559-054-9.
2. Shutting, Wan. Effects of Yaw Error on Wind Turbine Running Characteristics Based on the Equivalent Wind Speed Model / Shuting Wan, Lifeng Cheng, Xiaoling Sheng. - DOI 10.3390/en8076286 // Energies. - Vol. 8 (7). - 2015. - P. 62866301. - URL: https://pdfs.semanticscholar.org/3583/797a248d453ec03b8d77dde3a 51e29e9befd.pdf (accessed: 01.02.2024).
3. Проблема ориентации горизонтально-осевых ветроэнергетических установок / А. А. Ковалёв, В. В. Долгошеев, П. А. Юнусов, Г. Н. Рявкин // Фундаментальные проблемы управления производственными процессами в условиях перехода к индустрии 4.0 : тезисы докладов, Сочи, 6-12 сентября 2020 года. - Челябинск : Издательский центр ЮУрГУ, 2020. - С. 179-182. -URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=44122082 (дата обращения: 02.11.2024). -Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU
4. Yaw Control: The Forgotten Controls Problem / P. Mamidipudi, E. Dakin, A. Hopkins [et al.]. - Virginia : Catch the Wind, Inc., 2011. - URL: http://www.catchthewindinc.com/files/EWEA%202011 %20Poster Yaw%20Contr ol.pdf (accessed: 02.11.2024).
5. Global Electricity Review 2024 // ember-energy.org : [website]. - URL: https://ember-energy.org/app/uploads/2024/05/Report-Global-Electricity-Review-2024.pdf (accessed: 15.11.2024).
6. Обоснование грядущих глобальных энергетических проблем / Е. В. Соломин. П. А. Юнусов, А. А Ковалёв [и др.]. - DOI 10.15518/isjaee.2021.04-06.048-060 // Альтернативная энергетика и экология. - 2021. - №2 4-6 (362-364). - С. 48-60. - URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47309560 (дата
обращения: 02.11.2024). - Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
7. Перспективы использования гибридных ветро-солнечных установок для энергоснабжения автономных потребителей России / А. А. Мирошниченко, А. З. Кулганатов, Е. М. Гордиевский [и др.] // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. -2019. - № 3 (39). - С. 10-18. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41333073 (дата обращения: 02.11.2024). - Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
8. Yaw-Misalignment and its Impact on Wind Turbine Loads and Wind Farm Power Output / M. T. Van Dijk, J.-W. van Wingerden, T. Ashuri, Y. Li, M. A. Rotea. -DOI 10.1088/1742-6596/753/6/062013 // Journal of Physics: Conference Series. -2016. - P. 062013. - URL: https://onacademic.com/detail/journal_1000039644370810_46d0.html (accessed: 01.02.2024).
9. Field testing LIDAR based feed-forward controls on the NREL controls advanced research turbine / A. K. Scholbrock, P. A. Fleming, L. J. Fingersh and Alan D. Wright // 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition (Grapevine, Texas; January 7-10, 2013) : Conference Paper NREL/CP-5000-57339. - URL: https://www.nrel.gov/docs/fy13osti/57339.pdf (accessed: 01.02.2024).
10. Steven, L. LIDAR and SODAR measurements of wind speed and direction in upland terrain for wind energy purposes / L. Steven, McK. Eamon. - DOI 10.3390/rs3091871 // Remote Sens. - 2011. - Vol. 3 (9). - P. 1871-1901. - URL: https://doi.org/10.3390/rs309187Kaccessed: 01.02.2024).
11. Wind plant power optimization through yaw control using a parametric model for wake effects - a CFD simulation study / P. M. O. Gebraad, F. W. Teeuwisse, van J. W. Wingerden [et al.]. - DOI 10.1002/we.1822 // Wind Energy. - 2014. - URL: https://www.sci-hub.ru/10.1002/we.1822 (accessed: 02.11.2024).
12. A large-eddy simulation of wind-plant aerodynamics / M. Churchfield, S. Lee, P. Moriarty [et al.]. - D0I:10.2514/6.2012-537 // Proceedings of the 50th AIAA Aerospace Sciences Meeting, Nashville. - Tennessee, USA, 2012. - URL: https://www.sci-hub.ru/10.2514/6.2012-537 (accessed: 02.11.2024).
13. Bakhshi, R. The effect of yaw error on the reliability of wind turbine blades / Roozbeh Bakhshi, Peter Sandborn. - DOI 10.1115/ES2016-59151 // Proceedings of the ASME 2016 Power and Energy Conference Power. Energy 2016 June 26-30. -Charlotte, North Carolina, 2016. - URL: https://www.researchgate.net/publication/305000849 (accessed: 01.02.2024).
14. Цены на электроэнергию // GlobalPetrolPrices : [сайт]. - URL: https://ru.globalpetrolprices.com/electricity prices/ (дата обращения: 08.10.2024).
15. Kim, M.-G. Yaw systems for wind turbines? Overview of concepts, current challenges and design methods / M.-G. Kim, P. Dalhof. - DOI 10.1088/17426596/524/1/012086 // Journal of Physics Conference Series. - 2014. - Vol. 524 (1):012086. - URL: https://doi.org/10.1088/1742-6596/524/1/012086 (accessed: 01.02.2024).
16. Wan, S. Effects of yaw error on wind turbine running characteristics based on the equivalent wind speed model / S. Wan, L. Cheng, X. Sheng. -DOI: 10.3390/en8076286 // Energies. - 2015. - Vol. 8 (7). - P. 6286-6331301. -URL: https://doi.org/10.3390/en8076286 (accessed: 01.02.2024).
17. Yaw Misalignment and Power Curve Analysis / Henrik S. Pedersen, Eduardo Gil Martin // Analysis of Operating Wind Farms. 14-15 April 2016 Bilbao Exhibition Centre, Bilbao, Spain. — URL: http://www.ewea.org/events/workshops/wp-content/uploads/Tech16a-PO-017.pdf (accessed: 28.03.2025).
18. ГОСТ Р 54418.12.1-2011. Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками : государственный стандарт РФ : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 сентября 2011
г. № 379-ст : введен впервые : дата введения 2012-07-01. - URL: https://docs.cntd.ru/document/1200091404 (дата обращения: 28.03.2025).
19. Wind turbine wake visualization and characteristics analysis by Doppler lidar // Song-Hua Wu, Bingyi Liu, Jintao Liu, Xiaochun Zhai [et al.]. - DOI 10.1364/OE.24.00A762 // Optics Expre. - 2016. - Vol. 24 (10):A762-80. - URL: https://www.researchgate.net/publication/299402610 Wind turbine wake visuali zation and characteristics analysis by Doppler lidar (accessed: 26.03.2025).
20. Near wake Reynolds-averaged Navier-Stokes predictions of the wake behind the MEXICO rotor in axial and Yawed flow conditions / Niels N S0 rensen, Andreas Bechmann, Pierre-Elouan Rethore, Frederik Zahle. - DOI 10.1002/we.1559 // Wind Energy. - 2014. - Vol. 17 (1). - URL: https://backend.orbit.dtu.dk/ws/portalfiles/portal/51497754/Near Wake RANS Pr edictions.pdf (accessed: 26.03.2025).
21. Friis Pedersen, Troels. Calibration of a spinner anemometer for yaw misalignment measurements / Troels Friis Pedersen, Giorgio Demurtas, & Frederik Zahle. - DOI 10.1002/we.1798 // Wind Energy. - 2015. - Vol. 18 (11). - P. 19331952. - URL: https://backend.orbit.dtu.dk/ws/portalfiles/portal/99931702/Calibration of a spinn er anemometer.pdf (accessed: 26.03.2025).
22. Zahle, F. Characterization of the unsteady flow in the nacelle region of a modern wind turbine / Frederik Zahle, Niels N0rmark S0rensen. - DOI 10.1002/we.418 // Wind Energy. - 2011. - Vol. 14 (2). - Р. 271-283. - URL: https://www.researchgate.net/publication/227660269 Characterization of the uns teady flow in the nacelle region of a modern wind turbine (accessed: 26.03.2025).
23. Wind vane correction during yaw misalignment for horizontal-axis wind turbines / Andreas Rott, Leo Höning, Paul Hulsman, Laura J. Lukassen. - DOI 10.5194/wes-8-1755-2023 // Wind Energy Scie. - 2023. - Vol. 8 (11). - Р. 17551770. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/375875120 Wind vane correction duri ng yaw misalignment for horizontal-axis wind turbines (accessed: 26.03.2025).
24. Ян, Юйсун. Повышение эффективности работы ветроэнергетической установки путем использования комбинации интеллектуальных алгоритмов ориентации и отбора мощности : специальность 2.4.5. «Энергетические системы и комплексы» : диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук / Ян Юйсун ; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. - Екатеринбург, 2024. - 156 с.
25. Global Wind Turbine Industry Factsheet 2020 // Energy. Top 10 Largest Wind Turbine Manufacturers : [website]. / Charlie King. - URL: https: //energydi gital .com/top 10/top- 10-wind-turbine-manufacturers (accessed: 01.02.2024).
26. Largest onshore wind turbine manufacturers by commissioned capacity worldwide in 2019 // STATISTA : [website]. - URL: https://www.statista.com/statistics/262350/largest-wind-turbine-manufacturers-worldwide-by-capacity/ (accessed: 01.02.2024).
27. Топ-10 производителей ветротурбин в 2017 году. Обзор // РАВИ : [сайт]. -URL: https://rawi.ru/2017/10/top- 10-proizvoditeley-vetroturbin-v-2017-godu/ (дата обращения: 01.02.2024).
28. Обзор мировых рынков ветроэнергетики за 2017 год / А. А. Мирошниченко, Е. М. Гордиевский, А. З. Кулганатов, А. А. Ковалёв // Ростовский научный журнал. - 2019. - № 3. - С. 289-304. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37138423 (дата обращения: 01.02.2024). - Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
29. Vestas, type 32.B / Vestas V66 RCC, set of blades (used). - URL: https://www.sparesinmotion.com/wind-turbine-parts/wind-turbine-blades/vestas-15428-15429-15430 (accessed: 01.02.2024).
30. Vestas V120-4.5 Onshore // wind-turbine-models.com : [website]. - URL: https://ru.wind-turbine-models.com/turbines/1728-vestas-v120-4.5 (accessed: 01.02.2024).
31. Мирошниченко, А. А. Внедрение возобновляемых источников энергии: исторический аспект / А. А. Мирошниченко, А. З. Кулганатов, А. А. Ковалёв // Вопросы развития современной науки и техники : сборник статей международной научно-практической конференции, Мелбурн, 09 ноября 2020 года. - Мельбурн : МЦНИР «Научный взгляд», 2020. - С. 13-32. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=45828991&pff=1 (дата обращения: 01.02.2024). -Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
32. NACA 4 digit generator // Aero Toolbox : [website]. - URL: https://aerotoolbox.com/naca-4-series-airfoil-generator/ (accessed: 01.02.2024).
33. Об особенностях построения модели горизонтально-осевой ветроэнергетической установки в программе SOLIDWORKS / А. А. Мирошниченко, Е. М. Гордиевский, А. З. Кулганатов [и др.] // Студент. Аспирант. Исследователь. - 2019. - № 3 (45). - С. 409-421. - URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38191033 (дата обращения: 01.02.2024). -Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
34. Wilcox, D. C. Turbulence Modeling for CFD / D. C. Wilcox. - 3 ed. - Inc. La Canada, California : DCW Industries, 2006. - 536 p. - URL: https://cfd.spbstu.ru/agarbaruk/doc/2006 Wilcox Turbulence-modeling-for-CFD.pdf (accessed: 01.02.2024).
35. Horizontal axis wind turbine yaw differential error reduction approach / E. V. Solomin, A. A. Terekhin, A. S. Martyanov [et al.]. - DOI 10.1016/j.enconman.2022.115255 // Energy Conversion and Management. - 2022. - Vol. 254. - P. 115255. - URL: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85123112126&origin=resultslist&sort=plf-f (accessed: 01.02.2024).
36. Дифференциальная ошибка угла ориентации анеморумбометра горизонтально-осевой ветроэнергетической установки / Е. В. Соломин, А. А.
Терехин, А. С. Мартьянов [и др.]. - DOI 10.14498/vsgtu1839 // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. - 2021. - Т. 25, № 2. - С. 365-380. URL: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-
85111757477&origin=resultslist#author-keywords (дата обращения: 01.02.2024).
37. Yakhot, V. Renormalization group analysis of turbulence I Basic theory / Yakhot V, Orszag S.A. // Journal of Scientific Computing. - 1986. - Vol. 1 (1). - P. 3-51. -URL: https://app.dimensions.ai/details/publication/pub.1016990889 (accessed: 01.02.2024).
38. Roshko, A. On the development of turbulent wakes from vortex streets / A. Roshko. - Washington, 1953. - 77 p. - URL: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc56619/ (accessed: 01.02.2024).
39. ANSYS-CFX Immersed Solid // Computational Fluid Dynamics is the Future : [website]. - URL: https://cfd2012.com/ansys-cfx-immersed-solid.html (accessed: 01.02.2024).
40. Terekhin, A. Weathervane Yawing Differential Error / A. Terekhin, A. A. Kovalyov, V. Martemyanova. - DOI 10.1007/978-3-030-54814-8 120 // Proceedings of the 6th international conference on industrial engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Vol. 1. - Chelyabinsk, 2021. - P. 1044-1050. -URL: https://link. springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-030-54814-8 120 (accessed: 01.02.2024).
41. Proceedings of the 6th international conference on industrial engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Vol. 1. - Chelyabinsk, 2021. - P. 10441050. - URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-030-54814-8 120 (accessed: 01.02.2024).
42. Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг ; перевод с немецкого Г. А. Вольптер ; под редакцией Л. Г. Лойцянского. - Москва : Наука, 1974. - 654 с.
43. Михеев, М. А. Основы теплопередачи / М. А. Михеев, И. М. Михеева. -изд. 2-е стереотип. - Москва : Энергия, 1977. - 344 с.
44. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ : справочник / С. Н. Богданов, С. И. Бурцев, О. П. Иванов, А. В. Куприянов ; под редакцией С. Н. Богданова. - 4-е изд., перераб. и доп. - Санкт-Петербург : СПбГАХПТ, 1999. - 320 с. - ISBN 5-89565-028-7.
45. World Energy & Climate Statistics - Yearbook 2023 // ONE Only Natural Energy : [website]. - URL: https://www.onlynaturalenergy.com/tag/world-energy-climate-statistics-yearbook-2023/ (accessed: 01.02.2024).
46. Оценка влияния моделей турбулентности на описание процессов вихреобразования в ветроэнергетике / Е. В. Соломин, А. А. Терехин, А. С. Мартьянов [и др.]. - DOI 10.14498/vsgtu1885 // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Физико-математические науки. - 2022. - Т. 26, № 2. - С. 339-354. - URL: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85137399420&origin=resultslist&sort=plf-f (дата обращения: 01.02.2024).
47. Terekhin, A. Mathematical Models of Turbulence for the Wake Vortex Parameters Determination / A. Terekhin, A. Kovalyov, V. Martemyanova. - DOI 10.1007/978-3-030-54814-8_128 // Proceedings of the 6th international conference on industrial engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Vol. 1. -Chelyabinsk, 2021. - P. 1110-1118. - URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-030-54814-8 128 (accessed: 01.02.2024).
48. Menter, F. R. Two-equation eddy viscosity turbulence models for engineering applications / F. R. Menter // AIAA Journal. - 1994. - Vol. 1. - P. 1299-1310 -URL: https://www.academia.edu/34703063/Two Equation Eddy Viscosity Turb ulence Models for Engineering Applications (accessed: 01.02.2024).
49. Белов, И. А. Моделирование турбулентных течений : учебное пособие / И. А. Белов, С. А. Исаев. - Санкт-Петербург : БГТУ, 2001. - 108 с.
50. El Tahry, S. H. K-e equation for compressible reciprocating engine flows / S. H. El Tahry // AIAA Journal Energy. - 1983. - Vol. 4. - P. 345-353. - URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/3.48086 (accessed: 01.02.2024).
51. Troshko, A. A. A Two-Equation Turbulence Model of Turbulent Bubbly Flow / A. A Troshko, Y. A. Hassan. - DOI 10.1016/S0301 -9322(01 )00043-X // International Journal of Multiphase Flow. - 2021. - Vol. 27 (11). - P. 1965-2000. -URL: https://www.academia.edu/29443267/A two equation turbulence model o f turbulent bubbly flows (accessed: 01.02.2024).
52. Menter, F. R. Eddy Viscosity Transport Equations and their Relation to the k-e Model / F. R. Menter // Journal of Fluids Engineering. - 1997. - Vol. 119 (4). - P. 886-884. - URL: https://app.dimensions.ai/details/publication/pub. 1062084810 (accessed: 01.02.2024).
53. Menter, F. R. Eddy Viscosity Transport Equations and their Relation to the k-e Model / F. R. Menter. - DOI 10.1115/1.2819511 // Journal of Fluids Engineering. -1997. - Vol. 119 (4). - P. 876-884. - URL: https://123project.ir/wp-content/uploads/2021/01/317064-Eddy-Viscosity-Transport-Equations-and-Their-Relation-to-the-k%E2%82%AC-IVIodel.pdf (accessed: 01.02.2024).
54. Ansys Fluent 12.0 Theory Guide - 4.5.2 Shear-Stress Transport (SST) k-ю Model // ANSYS : [website]. - URL: https: //www.afs.enea. it/proj ect/neptunius/docs/fluent/html/th/node67. htm (accessed: 01.02.2024).
55. Снегирев, А. Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений : учебное пособие / А. Ю. Снегирев. - Санкт-Петербург : Политехнический университет, 2009. -143 с. - ISBN 978-5-7422-2317-7.
56. Chung, T. J. Computational Fluid Dynamics / T. J. Chung. - 2 ed. - DOI 10.1017/CB09780511780066. - London: Cambridge University Press, 2010. -ISBN 9780511780066. - URL: https://www.cambridge.org/core/books/computatio
nal-fluid-dynamics/5E0F3FFB42C3FF07A768D8D73E4F83B7 (accessed:
01.02.2024).
57. Versteeg, H. An Introduction to Computational Fluid Dynamics. The Finite Volume Method / H. Versteeg, W. Malalasekra. - London : Prentice Hall, 1995. -267 p. - URL: https: //gidropraktikum.narod.ru/Verstee g-Malalasekera.pdf (accessed: 01.02.2024).
58. Ferziger, J. H. Computational Methods for Fluid Dynamics / J. H. Ferziger, M. Peric. - 3 ed. - Berlin : Springer-Verlag, 2002. - URL: https://pdfslide.us/documents/ferzigerperic-computational-methods-for-fluid-dynamics200.html?page=6 (accessed: 01.02.2024).
59. ANSYS CFX-Solver Theory Guide // PDFSLIDE : [website]. - URL: https: //pdfslide.us/documents/ansys-cfx- solver-theory- guide-5625348ba7e7b.html?page=2 (accessed: 01.02.2024).
60. Maximum power extraction for wind turbines through a novel yaw control solution using predicted / S. Dongran, J. Yang, X. Fan [et al.]. - DOI 10.1016/j.enconman.2017.12.019 // Energy Conversion and Management. - 2018. -Vol. 157 (4). - P. 587-599. - URL: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.12.019 (accessed: 01.02.2024).
61. See the view from the world's largest offshore wind turbine in 360° -Изображение : электронное // 0rsted : [канал YouTube]. - URL: https: //www.youtube. com/watch?v=CKMFRcPw- gM&feature=youtu.be (accessed: 01.02.2024).
62. Vestas V164-8.0 // wind-turbine-models.com : [сайт]. - URL: https://en.wind-turbine-models.com/turbines/318-vestas-v164-8.0 (accessed: 01.02.2024).
63. VEGAS Pro : [видео и аудио для профессионалов] : [сайт]. - URL: https://www.vegascreativesoftware.com/ru/vegas-pro/ (дата обращения: 01.02.2024).
64. Самарина, Г. П. Основы технического анализа : учебно-методическое пособие / Г. П. Самарина, С. Е. Дорошко. - Санкт-Петербург, 1999 г. - 148 с.
65. A multi-sensor navigation system for outdoor and indoor environments / Karsten Mueller, Jamal Atman, Nikolai Kronenwett, Gert F. Trommer // Proceedings of the 2020 International Technical Meeting of The Institute of Navigation. - San Diego, California, 2020. - P. 612-625. - URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8943692 (accessed: 01.02.2024).
66. Патент № 2101736 Российская Федерация, МПК G01W 1/02 (2006.01), G01W 1/04 (2006.01). Прибор для определения направления и скорости ветра : № 5035942/28 : заявл. 03.04.1992 : опубл. 10.01.1998 / В. Н. Счисленок. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2101736C1 19980110 (дата обращения: 01.02.2024).
67. Патент № 717662 Союз Советских Социалистических Республик, МПК G01P 13/02 (2006.01). Цифровой осредняющий румбометр : №2 2618759 : заявл. 18.04.1978 : опубл. 25.02.80 / А. Я. Любарский, А. Я. Булис, Ю. П. Петров. -URL: https://yandex.ru/patents/doc/SU717662A1 19800225 (дата обращения: 01.02.2024).
68. Патент № 2488835 Российская Федерация, МПК G01P 5/01 (2006.01). Способ контактного измерения профилей скорости ветра и течений в зоне волнения : № 2011140584/28 : заявл. 06.10.2011 : опубл. 27.07.2013 / В. Г. Полников, И. А. Репина, А. С. Смирнов. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2488835C2 20130727 (дата обращения: 01.02.2024).
69. Патент № 2692736 Российская Федерация, МПК G01W 1/08 (2006.01), G01P 5/00 (2006.01), G01P 13/00 (2006.01). Способ определения вертикальных распределений скорости и направления ветра : № 2018108637 : заявл. 12.03.2018 : опубл. 26.06.2019 / Н. М. Ситников, И. И. Чекулаев, Д. В. Акмулин. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2692736C1 20190626 (дата обращения: 01.02.2024).
70. Патент № 2030749 Российская Федерация, МПК G01P 5/01 (2006.01). Датчик параметров ветра : № 5033125/10 : заявл. 04.01.1992 : опубл.
10.03.1995 / В. Г. Атрощенков, В. В. Блящев, А. Л. Павлов. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2030749C1 19950310 (дата обращения: 01.02.2024). -
71. Патент № 2270466 Российская Федерация, МПК G01W 1/00 (2006.01). Датчик ветра и давления : № 2004126999/28 : заявл. 10.09.2004 : опубл. 20.02.2006 / В. К. Мягков, Т. В. Гундорова, В. Т. Шишкин. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU2270466C 1 20060220 (дата обращения: 01.02.2024).
72. Патент № 155825 Российская Федерация, МПК G01P 5/00 (2006.01). Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра на стоянке, стартовых и взлетно-посадочных режимах : № 2014150095/28 : заявл. 10.12.2014 : опубл. 20.10.2015 / В. М. Солдаткин, В. В. Солдаткин, Ф. А. Ганеев. - URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU155825U1 20151020 (дата обращения: 01.02.2024).
73. Патент № 4487059 Япония, МПК G01P13/02. Устройство и способ определения скорости и направления ветра, создаваемого ветроэнергетической установкой : № 2007530926 : заявл. 22.03.2005 : опубл. 23.06.2010 / Труа Фрис Педерсен. - URL: https://patents.google.com/patent/JP4487059B2/en?oq=JP4487059B2 (дата обращения: 01.02.2024).
74. Патент № 101433767 Южная Корея, МПК F03D17/00. Система датчиков ветра, использующая сигналы от лопастей : № 1020127013730 : заявл. 23.10.2010 : опубл. 25.08.2014 / Фабио Бертолотиенс ван Шелве. - URL: https://patents.google.com/patent/KR101433767B1/en?oq=KR101433767B1 (дата обращения: 01.02.2024).
75. Патент № 101493068 Китай, МПК G01P13/02. Система метрологии ветроэнергетических утсановок : № 2008101702006 : заявл. 09.10.2008 : опубл. 27.03.2013 / Р. М. Леклерк, Т. П. Шмидт, С. Г. Хонов. - URL:
https://patents.google.com/patent/CN101493068B/en?oq=CN101493068B (дата обращения: 01.02.2024).
76. Патент № 2267301 Европа, МПК F03D7/0204. Устройство и способ управления рысканьем ветроэнергетической установки : № 09008270 : заявл. 24.06.2009 : опубл. 03.10.2012 / Хенрик Стисдаль. - URL: https://patents.google.com/patent/EP2267301B1/en (дата обращения: 01.02.2024).
77. Моделирование аэродинамических потоков горизонтально-осевой ветроэнергетической установки для выявления углов отклонения в различных режимах / Е. В. Соломин, А. А. Ковалёв, А. А. Мирошниченко, О. Д. Абдалгбар // Энергоэффективность. Ценология. Экология и энергобезопасность : материалы научной конференции / под научной редакцией Л. Х. Зайнутдиновой, М. Г. Тягунова. - Астрахань, 2020. - С. 99107. - URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43911768. - (дата обращения:
https://iournals.eco-vectoi обращения: 02.11.2024).
8615/article/view/375325/pdf (дата
80. Исследование рассогласования угла ориентации ротора горизонтально -осевой ветроэнергетической установки для создания алгоритма устранения ошибки / Е. В. Соломин, А. А. Терехин, А. А. Ковалёв [и др.] // Энергоэффективность. Ценология. Экология и энергобезопасность : материалы научной конференции / под научной редакцией Л. Х. Зайнутдиновой, М. Г. Тягунова. - Астрахань, 2020. - С. 108-116. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=43911769 (дата обращения: 02.11.2024). - Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
81. Патент № 2023614962 Российская Федерация. Вычислитель дифференциальной ошибки угла ориентации анеморумбометра : № 2023611772 : заявл. 30.01.2023 : опубл. 09.03.2023 / А. А. Ковалёв, А. С. Мартьянов, Е. В. Соломин. - URL: https://fips.ru/EGD/5578475a-8b88-463c-a6cd-2efae07fd908/2023614962.eod.pdf (дата обращения: 01.02.2024).
82. Патент № 2022661347 Российская Федерация. Оптимизатор системы ориентации : № 2022619640 : заявл. 28.05.2022 : опубл. 20.06.2022 / Е. В. Соломин, К. В. Осинцев, Ю. С. Приходько [и др.]. - URL: https://www1.fips.ru/registers-
docview/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2022661347&TypeFile=html (дата обращения: 01.02.2024).
83. Разработка модели ветроэнергетической установки в программе в Matlab/Simulink / Е. М. Гордиевский, А. А. Мирошниченко, А. З. Кулганатов [и др.] // Наука ЮУрГУ. Секции технических наук : материалы 72-й научной конференции, Челябинск, 21-23 апреля 2020 г. - Челябинск, 2020. - С. 375383. - URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44566151 (дата обращения: 02.11.2024). - Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
84. О принципе управления ветроэнергетической установкой, основанном на отслеживании точки максимальной мощности асинхронного генератора двойного питания / А. А. Мирошниченко, Е. М. Гордиевский, А. А. Ковалёв,
А. З. Кулганатов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. - 2019. - № 4 (178). - С. 33-42. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37617340 (дата обращения: 02.11.2024). - Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
85. Исследование MPPT-управления горизонтально-осевой ветроэнергетической установкой / Ю. Ян, Е. В. Соломин, Ж. Сюе, А. А. Ковалёв // Электропитание. - 2020. - № 1. - С. 48-61. - URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43871879 (дата обращения: 02.11.2024). -Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
86. Стратегия управления на основе отслеживания точки максимальной мощности асинхронного генератора двойного питания ветроэнергетической установки / А. А. Ибрагим, А. А. Мирошниченко, Е. В. Соломин [и др.] // Промышленная электроника, автоматика и системы управления. - 2018. - № 4 (41). - С. 56-62. - URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36815522 (дата обращения: 02.11.2024). - Режим доступа: Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU.
87. Патент № 2022615776 Российская Федерация. Модель дифференциальной ошибки анеморумбометра : № 2022612154 : заявл. 17.02.2022 : опубл. 01.04.2022 / Е. В. Соломин, А. С. Мартьянов, А. А. Ковалёв [и др.]. - URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-
view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2022615776&TypeFile=html (дата
doc-view/fips servlet?DB=EVM (дата обращения: 01.02.2024).
2021665088&TypeFile
89. Патент № 2020616561 Российская Федерация. Модель флюгера анеморумбометра : № 2020615664 : заявл. 11.06.2020 : опубл. 18.06.2020 / А. С. Мартьянов, А. А. Терехин, Е. В. Соломин [и др.]. - URL: https://www1.fips.ru/registers-doc-
view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2020616561 &TypeFile=html (дата обращения: 01.02.2024).
90. Патент № 2019665710 Российская Федерация. Программа эмуляции системы управления ветроэнергетической установки : № 2019661740 : заявл. 24.09.2019 : опубл. 28.11.2019 / А. С. Мартьянов, Н. А. Мартьянов, А. А. Ковалёв [и др.]. - URL: https://www1 .fips.ru/registers-doc-view/fips servlet?DB=EVM&DocNumber=2019665710&TypeFile=htmI (дата
https://dspace.susu.ru/xmlui/bitstream/handle/00001.74/59482/2024 vaa.pdf?sequence=1&isAllowed=y (дата обращения: 27.03.2026).
Приложение 1
Полная таблица усреднённых величин дифференциальной ошибки ориентации в заданных точках при различных параметрах ветрового потока
ей па ю di cM 14 rt rt en1 S m rt oí oa o o" IV 43 Я Г-н' di 112,5 di nn ofl 1Л LO oa oí di s CM oí o rt 43 4$ CM 45 O rt oa í' en rt IV rv" m O rv" LO LO di •rt i CM rv" 0i CM rt 107,1 151Д CM oí na IV rt
на m oí o 45 rt m i CM LO" ^ 45 rt 43 t" m |N 03 a » Cli CM o oí 1Л 3 ni CM г-н fl rt а O ni CM CM ni LO a LO ni CM yt lo" LO 3 m CM CM rt ЧГ" rt a LO CM CM O rv 03 a m ni CM LO CM rt -rt L
8 СМ о rt í oí iv iv LO CM см rt iv di 45 O fí 0 01 en 43 rt СГ1 fí Ci fli CM oí CM CM rt- LO m LO LO В ío" ni di IV ¡Л ni en rt LO CM rt rt O lo" ni m o oí rt LO lo" LO LO LO na oi IV 43 45 LO s rt IV di" na rt rt rt ca 3
Ю IV ni r4 LO OÍ ГН CM oí ni гЧ di 43 CM fl- OÍ m CM rt Г-н oí rt di dí ОЗ IV rt LO LO rt rt rt LO IV rt 01 ni m CM rt CM oí rt IV ni ОЗ CÍ rt rt 43 rt CM rf m rt rt 01 45 rt LO rv CM rt m oí rt IV rt ra ra L
Ю с [VI iv «г LO РЧ-гЧ гЧ o" ГН m "t 03 oí rt w* rt Гч 43 ГМ m O rt CM ní di di CM oí di lo" ОЗ rt" rt m IV rt 43 na CM rt O IV1 IV см" O a rt Ю ЧГ" IV ni 03 IV rt ffl lo" LO .o' di oi CM LO lo" LO di IV CM
я iv ni 03 Ol" o ffl гЧ оз ni OI 03 o rt" rt di uí см rC O 3 in ni LO LO di LO ni Г-н LO" rt ni rt en di IV pa 03" rt m ni Г-н lo" rv Г-н" LO LO LO" rt 3 IV ni oi 3 rt di ОЗ LO o" o ra
га 1Л oí ч- oí гЧ O O-CM гЧ |*ч 03 см" CM fv СJILO rt oí 03 o- CM оз oí if 1Л см"" rt O CM" rt LO rt" CVl оз ni rt O rt" rt Ч- di LO LO oa" di rt"" rt lo IV IV Ч1 rv" Ч-rt"" rt ч- rv" rt en di" di см" rt O ril IV Ol OÍ IV oi o rv" rt rt ^ ni rt IV
ГМ di" гч гЧ сГ СМ из CÍ r4 гЧ oa гЧ ra a* Г-н o Ч1 O us" rt rt CM"" rt O ri rt kD a ofl r-T rt CM 3 Г-н ni rt LO o" rt LO rt" rt rt rt" rt IV di Ю OÍ en a" di na rt Г-н 3 IV ni rt en rt" rt rt см" rt oa ci rt CM o" rt IV rt rt di ra
Ю с iv 45" lo см" CJ lo" ¡v Lo" 43 o СЯ en r-- 1С di •r A in O ni LO lo" Г-н ai" A O LO" Ol LO" LO M O oa" di lo" di lo" rt ю" rt LO" IV ofl" LO ofl" 45" en CM" rt CM 3 di IV IV rt
-rt с iv IV СМ ni na 1Л ^r 43 ой rr" <T¡ rt dí di fl rt UÍ o CD ni 43 lo" rt lO m 95 oa rf oa rf Г-н LJÍ IV rt Г-н" rt IV Г-н LO" rt 4f A rv CM Oi CM LO" oa O rt LO na" rt oa oí IV rt
га Г" СМ IV |v Oi lo" LO r-i er¡ Lo" oa ort со dí di io h- kD S1 r^ 4f o S1 m 4f m di rt LO IV ni oa lo" di LO Ofl LO" LO LO" m Г-н" di ni LO lo" IV Oi Ol ni rt di rt см" rt rt i rt
fM Г" OI lo" LO" oi 43 oí 43 r-" <Ti a CM dí t 43 Ч1 o rt Ñ ofl ofl ui m di LO lo" o di rt di na ni rt LO1 Ю di di lo" A lo" rv oí LO ■í" IV Oi o lo" LO rv rt rt" rt CM Г-н" o CM
rt Г" сМ lo" rt ci" гЧ Ol a" IV 45 CM (SÍ гЧ Г-н rí CM rt 43 O o rt Г-- a en ui rt di di 3 LO lo" di oí LO í Oí ni LO di rt a di rt di LO ni rt rt LO" oa oí IV ni rt LO 45 LO di rt 3 rt IV IV CM
Ol Lo" lo rt" CM см" rt lo" CM ni UÍ r^ LÍÍ r^ no r^ ai rt ui ni di ni rv lo" oa см" m lo" rt rt IV r-i Ю oí rt oí na rt rt CM LO" CM CM di rt oa" O LO" o CM1 rt O CM" rt rt rt LO rt
Oi ci" rt 45 L/Í 1Л OÍ 45 o" rt iv b' rt •rt CM-rt CM 43 CM □a < rt di rt rt r^ ГнГ di rt oí rt CM rt LO CM" rt oí CM rt rt di Ol oí LO LO" LO rt rt oa rv" pr¡ a rt rt ci rt rt rt" rt rt rt rt LO CM rt rt 3 rt 3 ra
с; Ш 45 rt 03 см CM O a* Ш oí гЧ Я Ю Я 03 Й 43 Я ОЭ $ in CVÍ CM 1Л Я rt CM CM Г-н rt" CM m a o ni CM 03 OÍ rt IV ni CM 03 я m ni CM LO CM CM rf lo" CM Ol oí rt LO Я o oa" CM rt CÍ CM IV я O o" m di oí ra LO
rt в na > na O CM В na > oa o oa в oa > oa «í гЧ в iv > oa O CM в iv > en -< i r^ > en rt В CM rt > en O CM □ CM rt > en O m В CM rt > en rt В CVl > 3 o CM в en > Я O en В m > 3 rt В rv > Я o CM в IV > 3 o ra В IV > 3 rt tí CM rt > 3 o CM В CM rt > 3 o ста В СМ rt > 3 rt В na £ «í O CM в m o oa В en £ -< rt В IV Й o CM в IV £ O na В IV £ rt В CM rt £ o CM в CM rt £ -< O m В CM rt «í i^J
Приложение 2
Программа испытаний: определяемые показатели и точность их измерений
Наименование действия или параметра Ед. изм. Номера пунктов Требования к параметру Измеренное значение
Программы испытаний Протокола испытаний Номинальное значение Предельное отклонение Нормальные условия Во время воздействия После воздействия
Внешний осмотр - 4.7.4 7 - - да да да
Проверка работоспособности прибора СтереоПАН - 4.7.4 7 - - да да да
Проверка работоспособности аэродинамической трубы - 4.7.4 7 - - да да да
Проверка работоспособности ЧП вентилятора аэро-трубы - 4.7.4 7 - - да да да
Визуальная регистрация сигнальных светодиодов - 4.7.4.2 7.1.2 - - да да да
Направление потока (ошибка ориентации) градус 4.7.4.2 7.1.2 7 1 1 1,4 1
Скорость реакции СУ (микроконтроллера) мс 4.7.4.2 7.1.2 1 1 1 1 1
Скорость отработки ориентации на 100 с 4.7.4.2 7.1.2 20 - 3 4 3
Масса кг 4.7.5.2 7.2.2 - - 0,5 0,5 0,5
Габариты (макс) мм 4.7.5.2 7.2.2 - - 400 400 400
Вид исполнения - 4.7.5.3 7.2.3 - - УХЛ УХЛ УХЛ
Мощность ГО ВЭУ, макс МВт 4.7.5.4 7.2.4 - - 14 14 14
Отклонения от теоретических расчетов градус 4.7.5.5 7.2.5 1 1 1 1,4 1
Удельные характеристики градус на МВтч 4.7.5.5 7.2.5 - - 1 1 1
Класс защиты - 4.7.5.6 4.7.5.4 7.2.6 7.2.4 - - 1Р-66 1Р-66 1Р-66
Условия эксплуатации градус Цельсия 4.7.5.6 7.2.7 —40... +40 -40. +40 -24. +40 -24. +40 -24. +40
Приложение 3
к Программе и методикам испытаний прибора СтереоПАН
ПРОТОКОЛ испытания прибора СтереоПАН
Программы и методики испытаний
№ 1 25.05.2022 г.
1. Объект испытания: прибор СтереоПАН.
2. Цель испытания: проверка соответствия объекта испытания требованиям пунктам № 4.1 и 4.2 Технического задания.
3. Дата начала испытания: 25.05.2022 г.
4. Дата окончания испытания: 25.05.2022 г.
5. Место проведения испытания: ауд. 102, корпус 2 ФГАОУ ВО ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск.
6. Средства проведения испытаний
A) Аэродинамическая труба Т1 инв.№326798, проверена 01.12.2019 г., следующая проверка 01.12.2029 г.
Б) Прибор СтереоПАН инв.№ отсутствует.
B) Персональный компьютер.
Г) Программное обеспечение (сформирован пользовательский интерфейс для регистрации показаний датчиков).
7. Результаты испытания
7.1. На основе п. 4.1. Технического задания и п. 1.2.1 Программы и методики определены основные технические параметры, определяющие функциональные, количественные (числовые) и качественные характеристики научно-технического продукта, полученного в результате выполнения текущего этапа НИОКР. Проведены следующие работы:
1. Внешний осмотр.
2. Проверка работоспособности прибора.
3. Проверка работоспособности аэродинамической трубы.
4. Проверка работоспособности частотного преобразователя.
5. Определение показаний при разных углах отклонения потока (ориентирования прибора).
7.1.1. Функция, выполнение которой должен обеспечивать разрабатываемый научно-технический продукт: определение ошибки (рассогласования) угла ориентации производится на основе показаний датчиков и передачи данных через кабель USB на персональный компьютер с обработкой и выдачей данных на экран, эмулирующий выдачу данных штатной системе управления ориентацией ГО ВЭУ.
7.1.2. Определены количественные параметры, определяющие выполнение научно-техническим продуктом своих функций. Максимальная ошибка ориентации ветроэнергетической установки — не более 1 градуса. Скорость реакции системы управления (СУ) на входящий сигнал (поток ветра) не более 1 миллисекунды. Скорость отработки устранения ошибки ориентации на каждые 10 градусов не более 10 секунд.
7.1.3. Входные воздействия, необходимые для выполнения научно-техническим продуктом заданных функций — параметры ветра (скорость потока и направление). Обработка сигнала — цифровая, с осреднением и удалением шума с помощью фильтрования данных на уровне микроконтроллера STM-32.
7.1.4. Выходные реакции, обеспечиваемые научно-техническим продуктом в результате выполнения своих функций — сигнал с кодом величины ошибки ориентации на экран, эмулирующий представление данных, передаваемых на штатную систему управления ориентацией ветроэнергоустановки.
7.2. Конструктивные требования к научно-техническому продукту, который должен быть получен в результате выполнения текущего этап НИОКР.
7.2.1. Требования к конструкции и составным частям научно-технического продукта; Прототип будет представлять из себя систему датчиков направления ветра.
Конструкция предполагает наличие минимум 2-х приборов СтереоПАН с разверткой 180 градусов (не 360, как изготовлен в проекте для демонстрационных целей) на разных сторонах гондолы ветроэнергетической установки.
7.2.2. Требования к массогабаритным характеристикам научно-технического продукта: не предъявляются. Масса прибора составила 0,5 кг. Габариты — не более 400х400х120 мм.
7.2.3. Вид исполнения, товарные формы: корпус в виде цилиндра, климатическое исполнение УХЛ по ГОСТ 15150-69.
7.2.4. Требования к мощностным характеристикам научно-технического продукта — по потребляемой/производимой энергии ГО ВЭУ. Прототип является дополнительной сенсорной установкой для горизонтально-осевой ветроэнергетической установки (ГО ВЭУ) и дополняет штатный анеморумбометр (датчик скорости и направления ветра) в части определения направления ветра штатной системой управления ориентацией ГО ВЭУ от 200 кВт до 14 МВт.
7.2.5. Требования к удельным характеристикам научно-технического продукта — на единицу производимой продукции для машин и аппаратов. Достигнутые характеристики: 1 градус погрешности на 10 мегаватт-часов производимой электроэнергии.
7.2.6. Требования к аппаратной части программных комплексов: класс защиты
№-66.
7.2.7. Условия эксплуатации, использования научно-технического продукта: температурные условия эксплуатации с выполнением научно-техническим продуктом своих функций: прибор испытан в условиях температур +15 .+25 градусов Цельсия. Исполнение прибора допускает условия эксплуатации в условиях температур -40.. .+40 градусов Цельсия.
Номера пунктов Требования к параметру Измеренное значение
Наименование параметра Ед. изм. Технического задания Программы испытаний Методик испытаний Номинальное значение Предельное отклонение Нормальные условия Во время воздействия После воздействия
Ошибка ориентации градус 4.1.2 7.1.2 7.1.2 1 1 1 1,4 1
Скорость реакции СУ мс 4.1.2 7.1.2 7.1.2 1 1 1 1 1
Масса кг 4.2.2 7.2.2 7.2.2 - - 0,5 0,5 0,5
Габариты (макс) мм 4.2.2 7.2.2 7.2.2 - - 400 400 400
Вид исполнения - 4.2.3 7.2.3 7.2.3 - - УХЛ УХЛ УХЛ
Мощность ГО ВЭУ, макс МВт 4.2.4 7.2.4 7.2.4 - - 14 14 14
Погрешность измерений градус 4.2.5 7.2.5 7.2.5 - - 1 1 1
Класс защиты - 4.2.6 7.2.6 7.2.6 - - 1Р-66 1Р-66 1Р-66
Условия эксплуатации градус Цельсия 4.2.7 7.2.7 7.2.7 40...+40 -40...+40 +15...+25 +15...+25 +15...+25
8. Замечания и рекомендации
Прибор является экспериментальным, опытным и предназначен для демонстрационного использования. Серийная версия отличается от изготовленного величиной обзора 180 градусов.
9. Выводы
8.1 Объект испытания прибора СтереоПАН выдержал испытание по пунктам № 4.2 и 4.3 Технического задания и пунктам 1-6 Программы и методики.
8.2 Объект испытания СтереоПАН соответствует требованиям пунктов № 4.2и 4.3 Технического задания.
Испытание проводили
Директор ООО «АЛИЭН»
Инженер-исследователь
Е.В. Соломин
А.С. Мартьянов
Приложение 4
Свидетельства на программы ЭВМ
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.