The object of research, development or design (in Russian) : Вертикально-осевая ветровая энергетическая установка

The object of research, development or design (in Kazakh) : Тік-осьті жел энергетикалық қондырғы

Aim of work (in Russian) : Проектирование и изготовление коммерчески жизнеспособного прототипа ветроэлектростанции (ВЭС) номинальной мощностью до 5 кВт, а также обеспечение возможности потенциального расширения установленных мощностей

Aim of work (in Kazakh) : Номиналды қуаты 5 кВт-қа дейінгі жел электр станциясының (ЖЭС) коммерциялық өміршең прототипін жобалау және өндіру, сондай-ақ белгіленген қуаттарды әлеуетті кеңейту мүмкіндігін қамтамасыз ету

Методы исследования (на русском) : Cбор и анализ патентной информации для выявления актуальных технологий, новшеств и тенденций в области ВЭУ, позволяющий сформулировать рекомендации для разработки технического задания, которые учитывают нормативные стандарты и перспективных инноваций для создания эффективного, надежного и конкурентоспособного продукта. Путем вариации параметра RCC (отношения длины хорды к окружности ротора) подобрана конфигурация лопастей и ротора, которая позволяет добиться оптимальных значений коэффициента мощности, что в дальнейшем используется для расчета выходной мощности установки. Для определения расчетной модели использовалась k-ω модель турбулентности. Данная модель позволяет балансировать точность и вычислительные затраты, что особенно эффективно для моделирования вращающихся и отрывных потоков вокруг лопастей ветротурбины. Подход RANS (Reynolds Averaged Navier-Stocks) был признан целесообразным для стационарных или квазистационарных расчетов вращающейся ветротурбины. Этот метод обеспечил достаточную точность предсказания характеристик при разумных вычислительных затратах.

Методы исследования (на казахском) : Патенттік ақпаратты жинау және талдау ЖЭҚ саласындағы қазіргі технологиялар, жаңашылдықтар мен тенденцияларды анықтауға мүмкіндік береді, бұл тиімді, сенімді және бәсекеге қабілетті өнім жасау үшін нормативтік стандарттар мен болашақ инновацияларды ескеретін техникалық тапсырма әзірлеуге арналған ұсыныстарды қалыптастыруға мүмкіндік береді. RCC параметрін (хорда ұзындығының ротор айналмасының ұзындығына қатынасы) өзгерту арқылы лопасть пен ротордың конфигурациясы таңдалып, бұл қуат коэффициентінің оңтайлы мәндеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді, әрі бұл кейіннен орнатудың шығу қуатын есептеу үшін пайдаланылады. Есептеу моделін анықтау үшін k-ω турбуленттілік моделіне жүгінілді. Бұл модель дәлдік пен есептеу шығындарын теңгеруге мүмкіндік береді, бұл әсіресе желтурбинаның қалақшаларының айналасында айналмалы және ажыратушы ағындарды модельдеуде тиімді. RANS (Reynolds Averaged Navier-Stocks) әдісі стационарлы немесе квазистационарлы айналмалы желтурбинасын есептеуде орынды деп танылды. Бұл әдіс есептеу шығындарына қарамастан сипаттамаларды болжаудың жеткілікті дәлдігін қамтамасыз етті.

Obtained results and novelty (in Russian) : Проведен патентный обзор решений ВЭУ за последние 10 лет, охватывающий базы данных Казахстана, России, Великобритании, Германии, США, Франции, Японии, ВОИС, ЕПВ и ЕАПВ, что позволило выявить ключевые направления для улучшения эффективности и надежности ВЭУ. Разработано техническое задание на изготовление опытно-промышленной турбины мощностью 5 кВт, включающее требования к характеристикам, надежности, материалам и испытаниям. Исследования показали, что оптимальные параметры разрабатываемой вертикально-осевой ВЭУ типа Дарье для максимальной мощности включают высоту лопасти 2 м, длину хорды 0.2 м и диаметр ротора 3 м. Разработана расчетная модель обтекания лопастей с определением граничных условий и критериев сходимости для точного численного моделирования производительности. Эти результаты позволяют оптимизировать конструкцию турбины, улучшая её эффективность и стабильность в условиях турбулентных потоков.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Соңғы 10 жылда жүргізілген патенттік шолу Қазақстан, Ресей, Ұлыбритания, Германия, АҚШ, Франция, Жапония, ДЗМҰ, ЕПО және ЕАПҰ мәліметтер базаларын қамтып, ЖЭҚ тиімділігі мен сенімділігін жақсарту үшін негізгі бағыттарды анықтауға мүмкіндік берді. 5 кВт қуатты тәжірибелік-өнеркәсіптік турбина жасауға арналған техникалық тапсырма әзірленіп, онда сипаттамаларға, сенімділікке, материалдар мен сынақтарға қатысты талаптар белгіленді. Зерттеулер нәтижесінде Дарье типті вертикаль-осьті ЖЭҚ үшін максималды қуатқа қол жеткізу үшін оңтайлы параметрлер ретінде қалақшаның биіктігі 2 м, хорда ұзындығы 0,2 м және ротор диаметрі 3 м анықталды. Қалақшаның айналмалы ағынын есептеу үшін шекаралық жағдайлар мен сәйкестік критерийлерін анықтайтын есептеу моделі әзірленді. Бұл нәтижелер турбинаның конструкциясын оңтайландырып, оның тиімділігі мен тұрақтылығын турбулентті ағындар жағдайында жақсартуға мүмкіндік береді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработка технического задания на пилотную ветрогенераторную установку, с учетом технологичности конструкции и обеспечение соответствия нормативным требованиям для последующей разработки технической документации ветрогенератора. Высокий КПД разрабатываемой ВЭУ достигается за счет предложенной конструкции с применением Г-образных махов.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Пилоттық жел генераторы қондырғысын жасауға арналған техникалық тапсырманы әзірлеу, құрылымның технологиялық мүмкіндіктерін ескере отырып және техникалық құжаттаманы одан әрі әзірлеуге арналған нормативтік талаптарға сәйкестігін қамтамасыз ету. Жасалып жатқан ЖЭҚ-тың жоғары ПӘК Г-тәрізді махтарды қолдану арқылы қол жеткізіледі.

Level of implementation (in Russian) : На основе проведенных исследований и расчетов подготовлены статьи для подачи в печать, подготовлена заявка к получению патента на изобретение РК

Level of implementation (in Kazakh) : Жүргізілген зерттеулер мен есептеулер негізінде баспаға жіберу үшін мақалалар дайындалды, сондай-ақ ҚР патентін алу үшін өтінім дайындалды

Efficiency (in Russian) : Простота конструкции позволит повысить энергетическую производительность, надежность, экономичность и устойчивость к внешним воздействиям разрабатываемой ВЭУ.

Efficiency (in Kazakh) : Құрылымның қарапайымдылығы жасалып жатқан ЖЭҚ энергетикалық өнімділігін, сенімділігін, экономикалық және сыртқы әсерлерге төзімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Результаты проекта будут иметь широкое применение в секторе ветроэнергетики. Эти результаты могут быть коммерциализированы путем привлечения инвестиций от заинтересованных сторон. Потенциальными бенефициарами результатов проекта могут быть фермеры, жители отдаленных районов, пограничных застав и различные предприятия, ищущие решения для использования возобновляемых источников энергии.

Field of application (in Kazakh) : Жобаның нәтижелері жел энергетикасы саласында кеңінен қолданылатын болады. Бұл нәтижелер қызығушылық танытқан тараптардан инвестициялар тарту арқылы коммерцияландыруға болады. Жобаның нәтижелерінің әлеуетті бенефициарлары фермерлер, шалғай аудандардың тұрғындары, шекаралық застава қызметкерлері және жаңартылатын энергия көздерін пайдалану үшін шешімдер іздейтін әртүрлі кәсіпорындар болуы мүмкін.