Rotor blade performance analysis for small counter rotating wind turbine

W artykule przedstawiono proces projektowania oraz analizy aerodynamicznej łopat turbiny wiatrowej z wykorzystaniem metody BEMT (ang. Blade Element Momentum Theory). Dokonano doboru profili aerodynamicznych oraz opisano procedurę wyznaczania optymalnego rozkładu kątów zwichrowania i długości cięciw profili w funkcji długości łopaty dla założonych parametrów wejściowych. Dokonano obliczenia działających sił oraz generowanej mocy aerodynamicznej dla różnych warunków obciążenia turbiny oraz kąta skręcenia łopat. Zaproponowano projekt piasty wirnika umożliwiający regulację ustawienia łopat w warunkach laboratoryjnych. Silnik wiatrowy został zaprojektowany do wykorzystania w badaniach eksperymentalnych dwuwirnikowej turbiny wiatrowej, której konfigurację przedstawiono w artykule.In the paper detailed wind turbine blade design procedure with Blade Element Momentum Theory method has been presented. NACA 4418 airfoil has been chosen and its optimal distribution along a blade span for predefined wind turbine performance has been found. Axial and thrust forces have been calculated as well as torque and power acting on a wind turbine shaft. Calculations have been repeated for a wide range of aerodynamics loads and blade pitch angles forming full power characteristics. Power coefficient reached 0.472 for a predefined TSR = 5 and β = 0º. High value of a calculated Cp factor confirms proper design of a turbine blade. Wind turbine hub design with easily adjustable blade pitch angles has been proposed. Designed wind turbine will be used in experimental study on Counter Rotating Wind Turbine (CRWT). Research stand has been presented