• Nie Znaleziono Wyników

A Wake Model for Crosswind Kite Systems

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "A Wake Model for Crosswind Kite Systems"

Copied!
1
0
0

Pełen tekst

(1)

Mojtaba Kheiri Assistant Professor Concordia University

Department of Mechanical, Industrial and Aerospace Engineering 1455 de Maisonneuve Blvd. W., EV-4.217 Montreal, Quebec H3G 1M8 Canada mkheiri@encs.concordia.ca mojtaba@newleaf.co explore.concordia.ca/mojtaba-kheiri

new leaf

M A N A G E M E N T

A Wake Model for Crosswind Kite Systems

Mojtaba Kheiri1,2, Frédéric Bourgault2, Samson Victor1, Vahid Saberi Nasrabad2 1Concordia University

2New Leaf Management Ltd.

A general perception is that the induction factor of a crosswind kite system is always negligible. For example, Loyd [1], in his seminal paper, neglects “the induced ef-fects of the kite slowing the wind.ž

In a recent study [2], Kheiri et al. showed that unless the ratio of the kite planform area Akto the swept area As(i.e.

the solidity factor σ = Ak/As) is very small (practically

vi-able only for small-scale systems), the induction factor for a crosswind kite may not be imperceptible. For example, for a 2MW system with σ = 0.005 flying a circular pattern straight downwind on a plane perpendicular to the wind flow, the induction factor is estimated to be 0.18. Therefore, one may expect presence of a low-speed, highly-turbulent wake flow behind a crosswind kite, sim-ilarly to the conventional wind turbines, which may influ-ence performance and power generation of neighbouring kites.

For a small-scale crosswind kite (e.g. 100 kW, σ = 0.003) in a simplified straight downwind configuration, the in-duction factor is calculated analytically as a ≃ 0.05. Our CFD simulations performed on a super-computer at Con-cordia University agree well with the predicted value. For this system, the wake flow profile at different axial dis-tances x from the rotor plane is shown in Figure 1. These results are obtained after the kite has completed 20 revo-lutions from its position at rest.

The present paper studies the wake flow downstream of a crosswind kite system. A theoretical wake model is de-veloped based on existing models for conventional wind turbines. Moreover, CFD simulations are made for

differ-ent scales of crosswind kite systems, which are used for both calibration and comparison purposes.

U/U r/ R 0.98 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 U/U 0.98 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x=5R U/U 0.98 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x=4R U/U 0.98 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x=3R U/U 0.98 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 x=2R x=R

Wake flow velocity profiles for a 100 kW crosswind kite (σ = 0.003, a = 0.05) at different distances (i.e. x = R, 2R, .., 5R) downwind from the kite, wherer and R are, respectively, the radial distances of any point in the flow, and the centroid of the kite to the rotation axis.

References:

[1] Loyd, M. L.: Crosswind Kite Power. Journal of Energy 4(3), 106-111 (1980)

[2] Kheiri, M., Bourgault, F., Saberi Nasrabad, V.: Power Limit for Crosswind Kite Systems. In Proceedings of ISWTP 2017, Montreal, Canada, May 2017.

Cytaty

Powiązane dokumenty

(Starego i N ow ego T esta­ mentu) wskazano dotąd w „A nhellim “ ; w ym ien ia się następujące m otyw y: ducha A nhellego, idącego po sm udze św ietln ej,

Ogółem zebrano ponad 150 przezwisk i pseudonimów polskich oraz zagranicznych sportowców uprawiających różne dyscypliny sportu.. Są to m.in.: piłka nożna, kolarstwo,

Levy (1999): Collective Intelligence: Mankind’s Emerging World in Cyberspace. New York... Dla potrzeb niniejszego opracowania przeanalizowano wpisy użytkow- ników dwóch

W artykule Marty Balcerek-Kosiarz Pandemia a funkcjonowanie jednostek samorządu gminnego zadłużonych w parabankach – przypa- dek gminy Raciechowice zawarta jest

Powyższa energia, występująca na styku powierzchni cieczy i ciała stałego, jest miarą przyciąga- nia cząsteczek cieczy do podłoża i określa się ją poprzez po- miar

Biskup Arles był bowiem przekonany, że zacho- wanie odosobnienia od świata polega nie tylko na stałym przebywaniu mniszek w klasztorze, ale również na ograniczeniu dostępu gości

„Wszyscy zgodzili się co do jednego: kierow nik zespołu adwokackiego jest nie tylko pierw ­ szą osobą w zespole, ale wręcz instytucją adw okatury i podstawowym

gr~l;;:!.. 1.1 De bepaling van de gemiddelde wandtemperatuur van de regenerator. a) De bereke ning van de warmtestroom van het katalysatorb ed naar de. vmnd.. De