4、垂直轴风力涡轮机与射频能量收集天线研究

垂直轴风力涡轮机与射频能量收集天线研究

垂直轴风力涡轮机研究

在风力发电领域，垂直轴风力涡轮机（VAWT）是一种重要的能量转换设备。这里主要研究了 H - Darrieus VAWT 和 Helical Darrieus VAWT 两种类型的涡轮机。

1. H - Darrieus VAWT 的性能分析

• 力矩系数和功率系数

  • 研究通过模拟不同尖速比（TSR）和风速下的情况，绘制了 H - Darrieus VAWT 的力矩系数和功率系数与 TSR 的关系图。模拟的 TSR 为 2.0、2.5、3.0 和 3.8，风速分别为 5 m/s、10 m/s 和 15 m/s。
  • 从力矩系数图（图 2.4）可以看出，在所选的 TSR 范围内，15 m/s 风速下的 H - Darrieus 涡轮机的力矩系数最高，其次是 10 m/s，5 m/s 风速下的力矩系数最低。并且，当 TSR 从 2.5 增加到 3.8 时，三种风速下的力矩系数都呈下降趋势，这表明在 TSR 为 2.5 时，较低的转速就能达到最大力矩系数。
  • 功率系数图（图 2.5）显示，功率系数随着 TSR 的增加先上升，在 TSR 为 3.0 时达到峰值，然后随着 TSR 的继续增加而下降。5 m/s、10 m/s 和 15 m/s 风速下的最大功率系数分别为 0.2260、0.3614 和 0.3877，其中 15 m/s 风速下的峰值功率系数最大。5 m/s 和 10 m/s 风速下峰值功率系数的差值约为 37.25%，10 m/s 和 15 m/s 风速下的差值为 7