CFD Evaluation of suitable geometrical location of wind turbine installed over terrain

TitleCFD Evaluation of suitable geometrical location of wind turbine installed over terrain
Publication Typeวิทยานิพนธ์/Thesis
Year of Publication2012
AuthorsThitipong Unchai
DegreeDoctor of Philosophy (Major in Mechanical Engineering)
InstitutionFaculty of Engineering, Ubon Ratchathani University
CityUbon Ratchathani
Call NumberTJ T448
KeywordsFluid dynamics, Wind power, Wind turbines
Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาตำแหน่งทางเรขาคณิตที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งกังหันลมกรณีการไหลผ่านเนินเขาด้วยการจำลองการไหลของพลศาสตร์ โดยในส่วนแรกของงานได้ทำการบันทึกข้อมูลลมรายชั่วโมงของจังหวัดอุบลราชธานี ที่ระดับความสูง 10, 30 และ 40 เมตร เป็นระยะเวลา 3 ปี ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 2551 ถึงวันที่ 31 ธันวาคม 2553 เพื่อประเมินความหนาแน่นพลังงานลมโดยศึกษาการกระจายตัวของ Weibull ด้วยวิธีการประมาณค่าผลการวิเคราะห์พบว่า ความหนาแน่นพลังงานลมของจังหวัดอุบลราชธานี ที่ระดับความสูง 10, 30 และ 40 เมตร มีค่า 9.61, 34.10 และ 90.00 วัตต์ต่อตารางเมตร ตามลำดับ
ส่วนที่สองของงานวิจัยมุ่งเน้นประเด็นไปที่การจำลองของไหลพลศาสตร์ เพื่อศึกษาตำแหน่งศักยภาพลมจากผาแต้ม โดยเปรียบเทียบระหว่างผลที่ได้จากการทดลองและผลจากการจำลองของไหลพลศาสตร์ แบบจำลองความปั่นป่วนที่นำมาใช้ในการจำลอง ได้แก่ แบบจำลอง standard k- ? แบบจำลอง standard k-W และแบบจำลอง Reynolds Stress ซึ่งผลที่ได้จากการทดลองพบว่าผลที่ได้จากแบบจำลอง standard k- ? มีความแม่นยำเทียบกับการทดลองในบริเวณก่อนเข้าปะทะเนินเขา หลังหารปะทะ แบบจำลอง Reynolds Stress จะให้ผลสอดคล้องกับการทดลองมากที่สุด ตั้งแต่ระยะ x/H=1.0 เป็นต้นไป ส่วนผลจากแบบจำลอง standard k- ? และแบบจำลอง standard k-W ให้ผลที่มีค่าต่ำกว่าการทดลองมาก
ส่วนที่สามนำเสนอผลการจำลองเปรียบเทียบระหว่างผาแต้มที่มีรูปทรงสอดคล้องกับรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู โดยแบบจำลองภูมิประเทศที่ใช้สำหรับการจำลองของไหลพลศาสตร์ได้นำเข้ามาจากข้อมูลสารสนเทศภูมิศาสตร์ ที่ความละเอียด 1:50,000 เพื่อศึกษาและนำเสนอตำแหน่งศักยภาพลมของเนินเขาเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วลม มุมชันของเนินเขา และความขรุขระของพื้นผิว ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าสำหรับเนินเขาที่มีความคล้ายคลึงกับรูปทรงเรขาคณิตที่ระดับร้อยละ 95.46 จะแสดงตำแหน่งศักยภาพลมที่มีความคลาดเคลื่อนเพียงร้อยละ 9.72
ในส่วนท้ายได้นำเสนอชุดแผนภาพแสดงตำแหน่งศักยภาพลมสำหรับการไหลผ่านเนินเขารูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู ซึ่งขยายด้วยวิธีการประมาณค่านอกช่วงให้คลอบคลุมเงื่อนไขเริ่มต้นที่ความเร็วลม 2-40 เมตรต่อวินาที ความขรุขระของพื้นที่ผิว 0.0001-0.1 เมตร และมุมชันของเนินเขา 5-45 องศา

Title Alternate การประเมินตำแหน่งทางเรขาคณิตที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งกังหันลมกรณีการไหลผ่านเนินเขาด้วยการจำลองการไหลของพลศาสตร์