Větrné turbíny s vertikální osou pro decentralizovanou energetiku

Abstract

Tato bakalářská práce se věnuje návrhu větrné turbíny s vertikální osou rotace malého výkonu určenou pro experimentální měření v aerodynamickém tunelu. Čtenář je nejprve obeznámen s obnovitelnými a neobnovitelnými zdroji energie a srovnáním jejich podílu na výrobě elektřiny a vyprodukovaných emisích skleníkových plynů. Následuje úvod do oboru větrné energetiky včetně zavedení základních veličin užívaných napříč větrnou energetikou. Na základě základního přehledu o větrné energetice je přistoupeno k rozlišení jednotlivých druhů větrných turbín a ke krátkému úvodu do aerodynamiky. Poznatky z části aerodynamiky jsou nadále využity při technickém popisu větrných turbín s vertikální i horizontální osou rotace. Technická část se zároveň podrobněji věnuje aerodynamické optimalizaci rotoru větrné turbíny s vertikální osou rotace pro vytvoření podrobnější představy o vlivu jednotlivých úprav jejího rotoru. Rešeršní část je zakončena možností instalace větrných turbín s vertikální osou rotace v decentralizované energetice. Posledním blokem práce je technický návrh větrné turbíny s vertikální osou rotace vlastní koncepce určené pro experimentální měření v aerodynamickém tunelu. Součástí příloh je výkresová dokumentace, která je podkladem pro následnou výrobu jednotlivých komponent větrné turbíny.

This bachelors thesis deals with design process of vertical axis wind turbine of small power output determined for experimental measurements in wind tunel. Reader is at first familiarized with renewable and non-renewable sources of energy and their share in produced electricity and emitted greenhouse gases emissions. First part is followed with brief introduction to wind energetics including derivation of basic formulas which are used across this field. On the basis of previous information basic introduction to types of wind turbines is presented and short brief into aerodynamics aswell. Knowledge acquired in aerodynamic section is then used in technical description of wind turbines with vertical and horizontal axis. Technical part of this text pays more attention to aerodynamic optimization of vertical axis wind turbine´s rotor to create deeper understanding in impact of changes in rotor dimensions and configuration. General part of this text is ended with description of options in vertical axis wind turbine installation in distributed energy system. Last section takes look on technical design of custom vertical axis wind turbine mentioned at the beginning. Attachment of this bachelor´s thesis contains technical drawings for components of designed wind turbine which make foundation for future production of prototype.