Verkningsgraden hos vindkraftverk

Verkningsgraden hos ett vindkraftverk begränsas av en rad faktorer. Vad gäller överföringen av energi från vind till rotorbladen, så hänvisar de flesta introduktionstexter till Betz´ lag från 1920. Den säger att den maximala aerodynamiska verkningsgraden för en ideal skivformig vindenergiomvandlare är 16/27 = 59,3 %. Noggrannare analys begränsar denna verkningsgrad ytterligare. Stora vindkraftverk av den vanliga trebladiga typen, det så kallade danska konceptet, har en maximal aerodynamisk verkningsgrad på ca. 47 %. Den maximala totalverkningsgraden är för närvarande cirka 40 % pga. förluster i rotorlager, växellåda, generator, växelriktare, transformator etc. Examensarbetet handlar om en utredning av den möjliga aerodynamiska verkningsgraden för en bredare klass av vindkraftverk, som inte begränsar sig till tvådimensionella rotorgeometrier.

Uppgiften består i att:
göra litteratursökning och sätta sig in i mera realistiska varianter av Betz´ lag.
söka ta fram Betz-kriterier för vindenergiomvandlare som inte är tunna skivor.
skriva en utförlig rapport inklusive jämförande analys.

Arbetet är av teoretisk karaktär, och kan innefatta både analytiska metoder och numeriska beräkningar. Lämpligt för 1-2 teknologer från t.ex. F. Arbetet kräver förkunskaper i fluidmekanik och/eller elektromagnetisk fältteori.

Examensarbetet är avsett att utföras vid avdelningen för Ellära och
Åskforskning vid Uppsala Universitet. För mera information, se
www.el.angstrom.uu.se