Diseño optimizado de receptores de palas de turbina eólica basado en la teoría del campo electrostático
Autores: Li, Pengfei; Lv, Dongbo; Li, Chengwei; Yue, Xianjie; Cao, Hongliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Diseño optimizado de receptores de palas de turbina eólica basado en la teoría del campo electrostático
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Protección contra rayos
Turbinas eólicas
Receptores de aspas
Análisis electromagnético
Teoría de descarga del líder
Optimización del diseño
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La protección contra rayos para las palas es uno de los factores más importantes para la operación segura de los aerogeneradores. Dada la variabilidad en los diseños de los receptores de las palas, se construyó un modelo de receptor de pala a escala real basado en el experimento de escalado del aerogenerador y la teoría del campo electrostático. Al combinar el análisis de elementos finitos electromagnéticos con la teoría de descarga del líder, este estudio analizó y discutió la influencia de la altura sobresaliente de los receptores y el diseño de los tipos de receptores en el efecto de recepción de rayos de la pala, y se propuso un esquema de diseño óptimo de receptores de pala. Según los resultados de este estudio, la distribución de la intensidad de campo en la superficie del receptor era una estructura de alta frontera y baja en el medio. El receptor producía fácilmente un líder de conexión ascendente como la unión para los rayos. La intensidad del campo eléctrico alrededor del receptor se distorsionaba sustancialmente después de una protrusión de 4 mm, que era aproximadamente el doble de la intensidad del campo eléctrico de un receptor plano en ángulo recto. El chaflán convexo tenía múltiples puntos de impacto centralizados de rayos en comparación con el diseño convexo en ángulo recto, mostrando así una mejor solidificación y fiabilidad en el área de impacto de rayos, lo que es beneficioso para proteger la pala de los daños por rayos. La intensidad del campo eléctrico del radio convexo era similar al chaflán, pero el radio de la intensidad del campo eléctrico del radio convexo era pequeño, y la atenuación de la intensidad del campo eléctrico con el radio era evidente. Este estudio proporciona una referencia para una mayor optimización del diseño de los receptores de pala.
Descripción
La protección contra rayos para las palas es uno de los factores más importantes para la operación segura de los aerogeneradores. Dada la variabilidad en los diseños de los receptores de las palas, se construyó un modelo de receptor de pala a escala real basado en el experimento de escalado del aerogenerador y la teoría del campo electrostático. Al combinar el análisis de elementos finitos electromagnéticos con la teoría de descarga del líder, este estudio analizó y discutió la influencia de la altura sobresaliente de los receptores y el diseño de los tipos de receptores en el efecto de recepción de rayos de la pala, y se propuso un esquema de diseño óptimo de receptores de pala. Según los resultados de este estudio, la distribución de la intensidad de campo en la superficie del receptor era una estructura de alta frontera y baja en el medio. El receptor producía fácilmente un líder de conexión ascendente como la unión para los rayos. La intensidad del campo eléctrico alrededor del receptor se distorsionaba sustancialmente después de una protrusión de 4 mm, que era aproximadamente el doble de la intensidad del campo eléctrico de un receptor plano en ángulo recto. El chaflán convexo tenía múltiples puntos de impacto centralizados de rayos en comparación con el diseño convexo en ángulo recto, mostrando así una mejor solidificación y fiabilidad en el área de impacto de rayos, lo que es beneficioso para proteger la pala de los daños por rayos. La intensidad del campo eléctrico del radio convexo era similar al chaflán, pero el radio de la intensidad del campo eléctrico del radio convexo era pequeño, y la atenuación de la intensidad del campo eléctrico con el radio era evidente. Este estudio proporciona una referencia para una mayor optimización del diseño de los receptores de pala.