Performance enhancement of a cross-flow turbine using a synchronous generator with a multi-stage rectifier

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.18686/cest517
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The high wind energy potential and the large number of remote settlements in Kazakhstan sustain interest in wind power installations. The vertical-axis cross-flow wind turbine is well adapted to local wind regimes, operating efficiently in the wind speed range of 3 to 30 m/s. However, conventional generator designs do not ensure optimal turbine loading across this range. This study explores the possibility of improving cross-flow wind turbine performance by replacing the conventional synchronous generator with a rectifier (SGR) with a synchronous generator featuring a multi-stage rectifier (SGMR), utilizing automotive alternators. The operating modes of the cross-flow wind turbine with SGMR were analyzed using a mathematical model developed in Excel. A physical modeling approach was proposed, where cross-flow wind turbines were simulated using DC motors, enabling investigation of generator behavior at wind speeds ranging from 3 to 26 m/s. Experimental tests on a physical setup demonstrated good agreement with the mathematical simulations. The influence of the number of rectifier stages, rated power, and rotational speed of the SGMR on cross-flow wind turbine performance was evaluated. Recommendations were developed for selecting optimal generator parameters for use with small-scale wind turbines. Model adequacy was confirmed by comparing the results of experimental studies of SGMR operating modes with the corresponding calculated data.