Стереопанорамный анеморумбометр для системы ориентации горизонтально-осевой ветроэнергетической установки

Традиционный подход к ориентации ротора горизонтально-осевой ветроэнергетической установки по ветру приводит к появлению известной дифференциальной ошибки ориентации из-за вращающихся лопастей и периодического отклонения воздушного потока. Для снижения ее величины в традиционном подходе используется флюгер, расположенный сверху гондолы. В настоящем исследовании предлагается новый подход - использование комплексного или «стереодатчика» в виде двух устройств, симметрично расположенных по обе стороны гондолы (аналогично стереоскопическим устройствам). Для доказательства эффективности подхода были выбраны несколько характерных точек вблизи гондолы для последующего моделирования воздушных потоков в ее области в программе ANSYS® CFX с использованием $k$-$\varepsilon$ модели турбулентности на основе дифференциальных уравнений Навье-Стокса. В каждой точке была рассчитана средняя величина ошибки угла ориентации при следующих условиях: различных скоростях ветра, значениях быстроходности и углов направления на ветер. В результате выявлены две наиболее подходящие для размещения приборов точки. В численном виде показано преимущество стереопанорамного анеморумбометра перед традиционным на примере расчетного случая с номинальными параметрами. Анализ в Matlab/Simulink показал прирост производительности ветроэнергетической установки за счет повышения достоверности определения направления ветра при применении правильно расположенных датчиков ветрового потока. Данная статья не дает представления о конструкции датчика, поскольку для определения правильного направления ветра можно использовать любой принцип. Однако авторами рассматривается новый «стереодатчик», который будет более детально исследоваться в следующих работах. The traditional approach to the horizontal axis wind turbine yawing process leads to the appearance of a known differential yawing error due to the periodic deflection of the air flow by the rotating blades. To reduce its amplitude, usually recorded by a single weather vane located on the top of the nacelle. This study proposes a new approach, namely the usage of a complex or "stereo" sensor in the form of two devices symmetrically located on both sides of the nacelle (similar to stereoscopic devices). To prove the effectiveness of the approach, several specific points near the nacelle were selected for subsequent modeling of air flows in ANSYS® CFX software using the $k$-$\varepsilon$ turbulence model based on the Navier-Stokes differential equations. At e