Energy efficiency improvement for vertical axis wind rotor with active pitch control. Summary of the doctoral thesis for the scientific degree of Dr.sc.ing. | Vertikālās ass vēja rotora energoefektivitātes uzlabošana ar spārnu leņķa aktīvo regulēšanu. Promocijas darba kopsavilkums Dr.sc.ing. zinātniskā grāda iegūšanai

English. Goal of the research paper: to provide theoretical and experimental basis for integrated use of the vertical axis wind turbine simulation model in modern production and development processes and prove applicability of the simulation model for wind power station blade pitch angle adjustment system. In order to achieve the goal of the research the following tasks have been set: (1) to study theoretically the existing VAWPP simulation methods, develop VAWPP simulation model with use of MATLAB Simulink package. Carry out testing of the simulation model with use of experimental data; (2) to analyze currently existing VAWPP rotor-reduced aerodynamic torque estimate and simulation methods, develop the simulation model and by means of extended estimate algorithm to carry out the calculation of optimal aerodynamic angles of blades; (3) to carry out studies of VAWPP rotor simulation and inertia moment calculation models, carry out study of VAWPP rotor inertia moment impact on VAWPP efficiency factor; (4) to carry out theoretical studies of current methods of increasing VAWPP efficiency factor and possibilities of using the blade pitch control system, as well as of the existing studies. Develop the simulation model in MATLAB Simulink environment for the blade pitch control system, using the experimentally obtained data for the validation. Research results prove the previously suggested hypothesis that the efficiency ratio of a vertical axis wind power station can be increased using the blade pitch angle adjustment control system that would be able to control the blade pitch at the unsteady wind velocity and the resulting aerodynamic load on the adjustable blade given the variable turbine rotor rotation speed with the help of an adaptive control programme.

Latvian. Zinātniskā darba mērķis: teorētiski un eksperimentāli izpētīt un pamatot vertikālās ass vēja elektrostacijas (VAVES) energoefektivitātes paaugstināšanas risinājumus ar spārnu leņķa aktīvo regulēšanu un spārnu iestatīšanas leņķa regulēšanas sistēmas simulācijas modeļu pielietojumu VAVES izstrādes un ekspluatācijas procesos. Darba mērķa sasniegšanai izvirzīti sekojoši uzdevumi: 1. Teorētiski izpētīt esošās VAVES simulācijas metodes, izstrādāt VAVES simulācijas modeli, izmantojot MATLAB Simulink pakotni. Veikt simulācijas modeļa pārbaudi izmantojot eksperimentālos datus. 2. Analizēt pašreizējās uz VAVES rotoru reducētā aerodinamiskā griezes momenta aprēķinu un simulācijas metodes, izstrādāt simulācijas modeli un ar paplašinātu aprēķinu algoritmu veikt optimālo spārnu aerodinamisko leņķu aprēķinu. 3. Veikt pētījumus par VAVES rotora simulācijas un inerces momenta aprēķinu metodēm. Izmantojot rotora simulācijas modeli, veikt petījumu par VAVES rotora inerces momenta ietekmi uz VAVES lietderības koeficienta ietekmi. 4. Veikt teorētiskos pētījumus par pašreizējiem VAVES lietderības koeficienta paaugstināšanas risinājumiem un spārnu iestatīšanas leņķa regulēšanas sistēmas izmantošanas iespējām. Izstrādāt simulācijas modeli MATLAB Simulink vidē spārnu iestatīšanas leņķa regulēšanas sistēmai, validācijai izmantojot eksperimentāli iegūtos datus. Pētījumu rezultāti apstiprina iepriekš izvirzīto hipotēzi par to, ka vertikālās ass vēja stacijas lietderības koeficients var tikt paaugstināts, izmantojot spārnu iestatīšanas leņķa regulēšanas sistēmu, kas ar vadības programmu spētu veikt spārnu leņķa regulēšanu pie nestacionāra vēja ātruma un tā radītās aerodinamiskās slodzes uz regulējamo spārnu pie nestacionārā vēja elektrostacijas rotora rotācijas ātruma.