АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ
In this article, we have considered the state of development of high-power horizontal wind turbines. The most common wind turbines for operation with variable wind flow speed usually include a frequency converter to ensure the compatibility of generator with network. It leads to decrease in the effi...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1518 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Technical Electrodynamics |
Institution
Technical Electrodynamics| id |
oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-1518 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Technical Electrodynamics |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-11-20T09:01:36Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
вітроенергетична установка система перетворення вітрової енергії генератор вітроколесо аеродинамічна мультиплікація перетворювач частоти |
| spellingShingle |
вітроенергетична установка система перетворення вітрової енергії генератор вітроколесо аеродинамічна мультиплікація перетворювач частоти Андрієнко, П.Д. Алексієвський, Д.Г. Близняков, О.В. Немикіна, О.В. Немудрий, І.Ю. АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ |
| topic_facet |
wind turbine wind energy conversion system generator wind wheel aerodynamic multiplication frequency converter вітроенергетична установка система перетворення вітрової енергії генератор вітроколесо аеродинамічна мультиплікація перетворювач частоти |
| format |
Article |
| author |
Андрієнко, П.Д. Алексієвський, Д.Г. Близняков, О.В. Немикіна, О.В. Немудрий, І.Ю. |
| author_facet |
Андрієнко, П.Д. Алексієвський, Д.Г. Близняков, О.В. Немикіна, О.В. Немудрий, І.Ю. |
| author_sort |
Андрієнко, П.Д. |
| title |
АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ |
| title_short |
АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ |
| title_full |
АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ |
| title_fullStr |
АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ |
| title_full_unstemmed |
АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ |
| title_sort |
аналіз ефективності електромеханічних систем вітроенергетичних установок з аеродинамічною мультиплікацією |
| title_alt |
EFFICIENCY ANALYSIS OF ELECTROMECHANICAL CONVERSION SYSTEMS OF WIND TURBINES WITH AERODYNAMIC MULTIPLICATION |
| description |
In this article, we have considered the state of development of high-power horizontal wind turbines. The most common wind turbines for operation with variable wind flow speed usually include a frequency converter to ensure the compatibility of generator with network. It leads to decrease in the efficiency of wind energy conversion system, while the use of direct connection of the generator to the axis of wind wheel leads to a significant increase in the weight and cost of the generator. The wind turbine with aerodynamic multiplication is an alternative to such systems. Its prototype with 750 kW power is manufactured and studied in Ukraine. This wind energy conversion system with the synchronous or induction generators offers the property to generate energy under optimal condition with invariable rotational speed of generator rotor within the wide range of variable speed of wind flow. In this case, it is not necessary to apply the frequency converter that contributes to increasing the efficiency and reducing the cost of wind turbine. As shown, the relative performances of mass, cost and efficiency of generators in proposed system comparatively to conventional one depend on the multiplication factor (i.e. ratio of the rotational speeds of wind turbine and generator). When the power of wind turbines is from 750 to 2500 kW, the multiplication factor is within the limits of 10.72 to 4.75. The theoretical and experimental study shows that the wind turbines with aerodynamic multiplication can be competitive as compared to conventional horizontal wind turbines. This article is aimed to comparative analysis of the quantitative and qualitative characteristics of the equipment used in high-power horizontal wind turbines with direct connection of generators to the axis of wind turbine and in wind turbines with aerodynamic multiplication. References 27, tables 1, figures 6. |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1518 |
| work_keys_str_mv |
AT andríênkopd efficiencyanalysisofelectromechanicalconversionsystemsofwindturbineswithaerodynamicmultiplication AT aleksíêvsʹkijdg efficiencyanalysisofelectromechanicalconversionsystemsofwindturbineswithaerodynamicmultiplication AT bliznâkovov efficiencyanalysisofelectromechanicalconversionsystemsofwindturbineswithaerodynamicmultiplication AT nemikínaov efficiencyanalysisofelectromechanicalconversionsystemsofwindturbineswithaerodynamicmultiplication AT nemudrijíû efficiencyanalysisofelectromechanicalconversionsystemsofwindturbineswithaerodynamicmultiplication AT andríênkopd analízefektivnostíelektromehaníčnihsistemvítroenergetičnihustanovokzaerodinamíčnoûmulʹtiplíkacíêû AT aleksíêvsʹkijdg analízefektivnostíelektromehaníčnihsistemvítroenergetičnihustanovokzaerodinamíčnoûmulʹtiplíkacíêû AT bliznâkovov analízefektivnostíelektromehaníčnihsistemvítroenergetičnihustanovokzaerodinamíčnoûmulʹtiplíkacíêû AT nemikínaov analízefektivnostíelektromehaníčnihsistemvítroenergetičnihustanovokzaerodinamíčnoûmulʹtiplíkacíêû AT nemudrijíû analízefektivnostíelektromehaníčnihsistemvítroenergetičnihustanovokzaerodinamíčnoûmulʹtiplíkacíêû |
| first_indexed |
2025-09-24T17:40:09Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:40:09Z |
| _version_ |
1844167950740750336 |
| spelling |
oai:ojs2.ted.new-point.com.ua:article-15182023-11-20T09:01:36Z EFFICIENCY ANALYSIS OF ELECTROMECHANICAL CONVERSION SYSTEMS OF WIND TURBINES WITH AERODYNAMIC MULTIPLICATION АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ СИСТЕМ ВІТРОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВОК З АЕРОДИНАМІЧНОЮ МУЛЬТИПЛІКАЦІЄЮ Андрієнко, П.Д. Алексієвський, Д.Г. Близняков, О.В. Немикіна, О.В. Немудрий, І.Ю. wind turbine wind energy conversion system generator wind wheel aerodynamic multiplication frequency converter вітроенергетична установка система перетворення вітрової енергії генератор вітроколесо аеродинамічна мультиплікація перетворювач частоти In this article, we have considered the state of development of high-power horizontal wind turbines. The most common wind turbines for operation with variable wind flow speed usually include a frequency converter to ensure the compatibility of generator with network. It leads to decrease in the efficiency of wind energy conversion system, while the use of direct connection of the generator to the axis of wind wheel leads to a significant increase in the weight and cost of the generator. The wind turbine with aerodynamic multiplication is an alternative to such systems. Its prototype with 750 kW power is manufactured and studied in Ukraine. This wind energy conversion system with the synchronous or induction generators offers the property to generate energy under optimal condition with invariable rotational speed of generator rotor within the wide range of variable speed of wind flow. In this case, it is not necessary to apply the frequency converter that contributes to increasing the efficiency and reducing the cost of wind turbine. As shown, the relative performances of mass, cost and efficiency of generators in proposed system comparatively to conventional one depend on the multiplication factor (i.e. ratio of the rotational speeds of wind turbine and generator). When the power of wind turbines is from 750 to 2500 kW, the multiplication factor is within the limits of 10.72 to 4.75. The theoretical and experimental study shows that the wind turbines with aerodynamic multiplication can be competitive as compared to conventional horizontal wind turbines. This article is aimed to comparative analysis of the quantitative and qualitative characteristics of the equipment used in high-power horizontal wind turbines with direct connection of generators to the axis of wind turbine and in wind turbines with aerodynamic multiplication. References 27, tables 1, figures 6. В статті розглянуто стан розвитку потужних вітроенергетичних установок з горизонтальною віссю обертання вітроколеса. У найбільш поширених вітроустановках зі змінною швидкістю вітрового потоку для сумісності електрогенератора з мережею необхідно встановлювати перетворювач частоти, що призводить до зменшення ККД системи, а використання прямого підключення генератора до осі вітроколеса – до суттєвого збільшення маси і вартості генератора. Альтернативою таким системам пропонується вітроустановка з аеродинамічною мультиплікацією, дослідний зразок якої потужністю 750 кВт виготовлено та досліджено в Україні. Електромеханічна схема такої системи при використанні синхронних або асинхронних генераторів має властивість при постійних частотах обертання ротора генератора генерувати енергію в оптимальному режимі при змінній швидкості вітрового потоку у широкому діапазоні без перетворювача частоти, що сприяє підвищенню ККД та зменшенню вартості електроустановки. Показано, що зменшення відносних показників маси, вартості та ККД генераторів запропонованої та класичної системи залежить від коефіцієнта мультиплікації (відношення частоти обертання вітроколеса та генератора), і в діапазоні потужностей вітроустановок 750÷2500 кВт знаходяться у межах 10,72÷4,75. Теоретичні та експериментальні дослідження показують, що вітроенергетичні установки з аеродинамічною мультиплікацією можуть бути конкурентоспроможними по відношенню до традиційних вітроустановок з горизонтальною віссю обертання вітроколеса. Ціллю поточної статті є порівняльний аналіз кількісних і якісних характеристик використовуваного обладнання вітроустановок великої потужності з горизонтальною віссю обертання і прямим підключенням генераторів до осі вітроколеса, і вітроустановок з аеродинамічною мультиплікацією. Бібл. 27, табл. 1, рис. 6. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2023-11-13 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1518 10.15407/techned2023.06.044 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 6 (2023): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 044 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 6 (2023): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 044 2218-1903 1607-7970 10.15407/techned2023.06 en https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1518/1409 Авторське право (c) 2023 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |