3、达里厄斯垂直轴风力涡轮机用于废气能量提取的计算分析

达里厄斯垂直轴风力涡轮机用于废气能量提取的计算分析

1. 引言

在过去几十年里，由于化石燃料资源的枯竭和温室气体排放，对各种可再生能源技术的研究和应用需求日益增长。随着技术的进步，风能已被证明是最有前途的可再生、绿色和可持续能源技术之一。目前，许多研究是针对露天条件进行的，但对引导和受限气流条件（如废气能量提取）的研究却很少。垂直轴风力涡轮机（VAWT），特别是基于升力的达里厄斯涡轮机，因其低成本，可能是受限区域应用的一个很好的解决方案。

1.1 可再生能源背景

太阳能和风能是免费、不易损耗且在全球范围内容易获取的能源。它们不仅是化石燃料能源的经济替代方案，还有助于改善全球大气和气候。2017 年，全球新增太阳能提取装置装机容量 98GW，累计容量达到 402GW；到 2019 年，风能系统新增 52GW，累计容量达 539GW。

1.2 马来西亚风能情况

马来西亚的风速相对较低，低海拔地区平均风速为 1.5 - 4.5m/s，高海拔地区为 9 - 11m/s。而风力涡轮机达到最佳输出通常需要 8.5 - 10.99m/s 的风速。不过，马来西亚东海岸的沙巴和砂拉越州有时能达到 15.4m/s 的强风速，这表明该地区有很大的风能开发潜力。因此，研究其他创新的风能收集方法很有必要。

1.3 垂直轴风力涡轮机优势

许多研究人员关注 VAWT，它在稳定风速的开阔区域具有较高的发电效率。涡轮机的展向长度是计算输出功率的重要因素，其功率计算基于欧拉涡轮方程。此外，研究表明 VAWT 噪音小、占地少、不依赖风向且成本较低。

1.4 达里厄斯风力涡轮机类型

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