.jpg)
Academia Română a fost creată în 1866 pentru a cristaliza cele mai înalte valori intelectuale din provinciile românești într-o societate erudită menită să consolideze identitatea națională pe baza a patru componente esențiale: limbă și literatură, istorie, etnografie și cultură. La...
COMOTI, pe aripile vântului • Institutul dezvoltă soluții competitive pentru energia eoliană
Într-o epocă în care efectele încălzirii globale devin din ce în ce mai evidente, prin evenimentele meteorologice extreme, combinate cu epuizarea rapidă a combustibililor fosili, energia eoliană oferă o sursă curată și inepuizabilă de energie pentru alimentarea viitorului. Deși potențialul vântului era cunoscut de secole, acesta a câștigat un impuls în ultimele trei decade deoarece guvernele au sprijinit dezvoltarea energiei regenerabile prin politici și impozite. Uniunea Europeană dorește o reducere a consumului de energie cu 20%, o creștere cu 20% a energiei regenerabile generate și o reducere cu 20% a gazelor cu efect de seră, până în 2020. Acest interes reînnoit și finanțarea publică substanțială a dezvoltării energiei eoliene au determinat cea mai rapidă creștere a resurselor energetice din Europa și din lume. COMOTI se află în prima linie a INCD-urilor românești care susțin creșterea domeniului, prin dezvoltarea de turbine eoliene performante.
Beneficiul energiei eoliene, durabil din punct de vedere ecologic și financiar, îi conferă potențialul de a fi elementul - cheie în alimentarea unui viitor mai bun pentru generațiile viitoare. De asemenea, faptul că este o sursă liberă de energie, poate asigura mijloacele necesare pentru ca unele țări să obțină independența energetică, care joacă un rol important în direcția unei economii stabile.
Cantitatea de cunoștințe diseminate în mediul public reprezintă o modalitate bună de a evalua performanța unui institut de cercetare, care arată dacă domeniile de cercetare sunt relevante și în concordanță cu nevoile societății.
Pe drumul dezvoltării turbinelor eoliene
Experiența acumulată în domeniul turbomașinilor a permis COMOTI dezvoltarea unei serii de mașini cu palete într-o mare varietate, ceea ce a făcut ca institutul să fie singurul producător național de astfel de echipamente complexe. Capacitatea profesională a COMOTI în domeniul mașinilor cu palete a fost recunoscută prin câștigarea unui număr semnificativ de medalii și diplome la expozițiile internaționale de la Geneva și Bruxelles. COMOTI deține peste 30 de brevete de invenție în domeniul turbinelor cu gaz.
De-a lungul anilor, institutul nostru a cercetat și dezvoltat mai multe tipuri de turbine eoliene. Printre primele modele există o turbină eoliană cu geometrie variabilă compusă din 8 pale semicirculare. Prototipul turbinei eoliene a fost conceput pentru a testa ipotezele computaționale pentru performanțele aerodinamice ale acestor tipuri de turbine și pentru a verifica diferitele sisteme de conversie a energiei mecanice produse de rotor în alte forme de energie. Acesta a fost ales pentru a genera energie electrică și pentru a conecta generatorul la sistemul național de distribuție a energiei electrice. O versiune îmbunătățită a primului model experimenal a fost proiectată pentru o putere instalată de 10 kW.
Specialiștii institutului au studiat și au dezvoltat mai multe prototipuri de turbine eoliene cu ax vertical prevăzute cu dispozitive de ghidare. Astfel, a fost testat un model A100-MF-2. Modelul experimental are punctul nominal de funcționare la o viteză a vântului de 10 m/s și o putere de 2 kW.
Pe baza rezultatelor obținute, au fost dezvoltate două turbine eoliene cu ax vertical cu stator, una de 50 kW și cealaltă de 100 kW. Acestea au fost conectate la rețeaua locală pentru a asigura iluminarea stradală, pentru a furniza energie electrică bazei experimentale și pentru a încălzi baza experimentală cu ajutorul cazanelor electrice.
Facilitățile COMOTI includ o infrastructură de cercetare pentru simulări numerice, un cluster de 128 procesoare dual core Intel Itanium, care rulează pe tehnologia HP Integrity RX2660 printr-o rețea GB, cu sistemul de operare bazat pe UNIX.
Pentru problemele de simulare mai mari este utilizat softul ANSYS CFX. Acesta este un program de înaltă performanță pentru analiza dinamicii fluidelor, fiind utilizat de peste 20 de ani. COMOTI deține cele mai recente versiuni ale licenței comerciale software pentru ANSYS CFX și FLUENT, licența fiind pentru calcul paralel pe 128 de noduri.
Pentru pre-proiectarea turbinelor eoliene, COMOTI a elaborat mai multe coduri interne, iar pentru estimarea eficienței, metodele CFD sunt utilizate pentru a rezolva sistemul de ecuații Navier-Stokes. Modelul de turbulență SST este utilizat pentru aceste analize. Acesta este un model cu două ecuații, unul pentru energia cinetică turbulentă și celălalt pentru rata specifică de disipare. Modelul este combinația a două modele standard, K-epsilon și K-omega.
Domeniul computațional poate fi împărțit în două subdomenii, rotorul, care încorporează palele și arborele turbinei, și statorul, reprezentând mediul inconjurator. Grila de calcul a fost creată folosind un software care generează rețele structurate. Parametrii principali utilizați pentru generarea rețelei au fost valoarea y + și rata de creștere a celulei. Aceste valori au fost impuse pentru modelarea fluxului în stratul limită.
Pentru proiectarea 3D a componentelor și a ansamblului unei turbine eoliene sunt folosite softurile CAD- CATIA și Solid Edge.
Evaluarea rezistenței mecanice se poate realiza prin analiza numerică cu metoda elementului finit (FEM) pentru cazul maxim de încărcare corespunzător vitezei vântului în rafală. Pentru acest tip de analiză, ca date de intrare pentru metoda elementului finit sunt utilizate proprietățile materialelor (oțel, prepreg HexPly), viteza maximă a vântului, geometria turbinei eoliene (tipul profilului aerodinamic și structura de rezistență a palei).
Pentru fabricarea reperelor necesare la asamblarea turbinei eoliene, COMOTI deține centre de prelucrare eVoLinear DMU 70 cu 5 axe, centre de prelucrare DMU 70 cu 3 + 2 axe, strunguri de tip SD 610 CNC, dar și mașină de verificare a dimensiunilor DEA.
INCD Turbomotoare COMOTI deține o autoclavă utilizată la realizarea palelor din fibră de carbon ale turbinei de vânt, fiind operată de personal cu înaltă calificare în proiectarea procesului tehnologic necesar pentru fabricarea componentelor din materiale compozite. Utilizarea autoclavei este în prezent o metodă avansată de fabricare a structurilor și a pieselor de materiale compozite, utilizate în special în industria aerospațială. În autoclava institutului se pot realiza componente de material compozit de până la 2 m. Această instalație este echipată cu 6 linii de vid cu temperaturi de până la 400 ° C și presiuni de până la 20 de bari.
Pentru a testa materialele compozite, COMOTI are o mașină universală de testare mecanică atât pentru testarea statică, cât și pentru cea dinamică. Această mașină este utilizată pentru testarea rezistenței mecanice a componentelor și conexiunile turbinelor eoliene.
Testarea modelelor de turbine eoliene și verificarea soluțiilor constructive de asamblare a acestora sunt realizate pentru îmbunătățirea ergonomiei ansamblului și se pot face pe modele la scară redusă.
Pentru testarea experimentală a noilor modele de turbine eoliene, COMOTI are un tunel aerodinamic care poate dezvolta o viteză de până la 20m/s. Aici pot fi testate modele de până la un metru, folosind criteriul de similitudine bazat pe numărul Reynolds.
În ceea ce privește testarea turbinelor eoliene, la o scară de 1:1, este utilizată baza experimentală din Sf. Gheorghe, Delta Dunării, din vecinătatea Mării Negre, unde viteza medie a vântului depășește 9m/s. 
Proiecte în implementare
INCD Turbomotoare COMOTI implementează trei proiecte de cercetare în domeniul turbinelor eoliene.
Primul proiect are la bază transferul cunoștintelor institutului din domeniul turbinelor eoliene către un partener industrial în vederea creșterii competitivității. Acest proiect este finanțat din fonduri europene și se derulează prin Programul Operaţional Competitivitate 2014-2020, Axa Prioritară 1 – Cercetare, Dezvoltare tehnologică și Inovare (CDI) în sprijinul competitivităţii economice și dezvoltării afacerilor, Acţiunea 1.2.3, Tip proiect Parteneriate pentru transfer de cunoștințe.
În cel de al doilea proiect sunt realizate activități de cercetare industrială pentru a valida un concept nou de turbină eoliană cu ax vertical contrarotativ. Pentru acest proiect a fost realizat un model demonstrativ care este compus din șase pale. Proiectul este derulat pe programul P2 - Creșterea competitivității economiei românești prin CDI, coordonat de UEFISCDI. Conceptul se bazeaza pe simularile numerice realizate cu ajutorul metodelor CFD.
În cel de al treilea proiect sunt investigate metode de creștere a eficientei unei turbine eoliene cu ax vertical. Proiectul este finanțat prin Planul Naţional de Cercetare, Dezvoltare şi Inovare 2015-2020, PNIII, P2 - Creșterea competitivității economiei românești prin cercetare, dezvoltare și inovare, Subprogramul 2.1. Competitivitate prin cercetare, dezvoltare şi inovare - Cecuri de inovare.
În acord cu tendințele europene
Inițiativa institutului nostru de a-și transfera know-how-ul din domeniul turbinelor eoliene vine ca răspuns la tendința europeană de a adopta tehnologii regenerabile pentru a-și propulsa viitorul. Energiile regenerabile au avantajul de a fi inepuizabile, oferindu-le un avantaj economic și ecologic deosebit față de tipurile convenționale de energie.
Cunoștințele INCD Turbomotoare COMOTI în dezvoltarea turbinelor eoliene se bazează pe o procedură care trece prin toate etapele necesare pentru a face o turbină eoliană eficientă și performantă. COMOTI activează în domeniul energiei regenerabile, al proiectării și fabricării asistate de calculator, al calculelor dinamice și structurale ale fluidelor si al achiziționarii de date. COMOTI manifestă o preocupare constantă în ceea ce privește calitatea activităților sale, ceea ce conduce la obținerea unor produse industriale de înaltă fiabilitate.
Parerea ta conteaza: 
Asemanator
Tranziția verde, posibilă prin echilibrul între cercetarea academică și inginerească- Fațetele multiple ale Inteligenței Artificiale
- IMNR, pe drumul creării unui grup de excelență în domeniul aliajelor cu entropie înaltă
- ICECHIM București – 20 de ani de istorie modernă
- Un plan, un plan, regatul meu pentru un plan!
- IFA 2024: retrospectivă și perspectivă
