Numerička strukturalna analiza kompozitne lopatice vetroturbine

Abstract

Neodrživi porast zahteva za energijom (naročito iz neobnovljivih izvora energije) ima za posledicu velike količine otpada, uništavanje životne sredine i konstantni porast potrošnje nebnovljivih izvora energije. Sve to sa sobom nosi i porast cena tih resursa. Da bi se ispunili savremeni energetski zahtevi, a samim tim i sačuvala životna sredina, smanjila količina otpada itd. neophodno je investirati u nove tehnologije koje će iskoristiti potencijal obnovljivih izvora energije i tako doprineti efikasnijem iskorišćenju tih resursa. Jedna od danas veoma aktuelnih obnovljivih energija je i energija vetra, odnosno vetrogeneratori kao način za njeno iskorišćenje. Kinetička energija vetra se može transformisati u obrtno kretanje vratila rotora vetrogeneratora pri dejstvu sila aerodinamičkog otpora i uzgona na lopatice. Lopatice čine rotor koji je osnovna komponenta vetrogeneratora. One su uzgonske površine, čiji je poprečni presek aeroprofil. Odlikuje ih velika vitkost i zakrivljena geometrija. Najčešće su napravljene od kompozitnih materijala, uglavnom od staklenih vlakana. Mogu se arodinamički optimizovati u zavisnosti od potrebnih radnih režima. Rad prikazuje simulaciju rada rotora vetroturbine, procenu aerodinamičkih opterećenja koji deluju na lopaticu u standardnim i nestandardnim radnim uslovima, a potom i detaljnu numeričku strukturalnu analizu kompozitne lopatice vetroturbine metodom konačnih elemenata. Rezultati su prikazani u obliku raspodela napona, pomeranja i kriterijuma loma po lopatici.