Icing Problems of Wind Turbine Blades in Cold Climates

• Main Author: Hudecz, Adriána
• Format: Book
• Language: English
• Published: Department of Wind Energy, Technical University of Denmark 2014
• Subjects: Arktis*; Nanortalik
• Online Access: https://orbit.dtu.dk/en/publications/21d1a15f-9f6c-49f6-a48f-1ce49c9b1cba; https://backend.orbit.dtu.dk/ws/files/103715241/Adri_na_Hudecz_Afhandling.pdf

Ambitiøse mål for øget anvendelse af vedvarende energi og mangel på plads medføre at vindmøller installeres i mere komplekse områder, som fx koldklimaområder. Vindkraft i koldklimaområder er i kraftig vækst. Den installerede effekt i 2012 var 69GW, hvilket svare til 24 % af den globale installation. Vindmølledrift i koldt klima er en udfordring fordi møllerne ofte udsættes for overisning og temperature under design temperaturene. Det kolde klima påvirker vindmøllernes produktion og sikkerhed. Is er en nøgleparameter ved projektudvikling i koldt klima. Koldt klima findes primært i de arktiske og subarktiske områder, men også i bjergområder som fx Alperne. Under Ph.d. arbejdet er overisningsrisikoen og effekten af is-opbygning på vindmøllevinger undersøgt. En demonstration af hvordan overisningsperioder kan identificeres blev gennemført på grundlag af metrologiske data fra den sydgrønlandske by, Nanortalik. En stor del af projektet omfatter eksperimentelle og numeriske undersøgelser af overisnings effekt på vingeprofiler ved forskellige angrebsvinkler. Det eksperimentelle arbejde blev udført i en klimavindtunnel hos FORCE Technology, for at undersøge is-opbygning og hvordan de aerodynamiske kræfter påvirkes af isen. I den først del af de numeriske analyser, blev is-profiler fra vindtunneleksperimenterne sammenlignet med simulerede 2D profiler ved anvendelse af et isakkumulerings program. I anden halvdel blev Computational Fluid Dynamics (CFD) anvendt til numeriske analyser af isens indflydelse på strømningerne omkring vingen og de aerodynamiske karakteristika for vingeprofilet. Ph.d.-projektet gav indsigt i forskningen omkring vindenergi i koldt klima og endte med forslag til forbedringer og yderligere studier. In cold climate areas, where the temperature is below 0 oC and the environment is humid for larger periods of the year, icing represents a significant threat to the performance and durability of wind turbines. It is highly important to have a clear view of the icing process and the environmental ...