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Changing the rotational direction of a wind turbine under veering inflow: a parameter study

Englberger, Antonia und Lundquist, Julie K. und Dörnbrack, Andreas (2020) Changing the rotational direction of a wind turbine under veering inflow: a parameter study. Wind Energy Science, 5 (4), Seiten 1623-1644. Copernicus Publications. doi: 10.5194/wes-5-1623-2020. ISSN 2366-7443.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
9MB

Offizielle URL: https://wes.copernicus.org/articles/5/1623/2020/

Kurzfassung

All current-day wind-turbine blades rotate in clockwise direction as seen from an upstream perspective. The choice of the rotational direction impacts the wake if the wind profile changes direction with height. Here, we investigate the respective wakes for veering and backing winds in both hemispheres by means of large-eddy simulations. We quantify the sensitivity of the wake to the strength of the wind veer, the wind speed, and the rotational frequency of the rotor in the Northern Hemisphere. A veering wind in combination with counterclockwise-rotating blades results in a larger streamwise velocity output, a larger spanwise wake width, and a larger wake deflection angle at the same downwind distance in comparison to a clockwise-rotating turbine in the Northern Hemisphere. In the Southern Hemisphere, the same wake characteristics occur if the turbine rotates counterclockwise. These downwind differences in the wake result from the amplification or weakening or reversion of the spanwise wind component due to the effect of the superimposed vortex of the rotor rotation on the inflow's shear. An increase in the directional shear or the rotational frequency of the rotor under veering wind conditions increases the difference in the spanwise wake width and the wake deflection angle between clockwise- and counterclockwise-rotating actuators, whereas the wind speed lacks a significant impact.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137968/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Changing the rotational direction of a wind turbine under veering inflow: a parameter study
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Englberger, AntoniaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lundquist, Julie K.University of Colorado Boulder, Boulder, Colorado, USAhttps://orcid.org/0000-0001-5490-2702NICHT SPEZIFIZIERT
Dörnbrack, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-0936-0216NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2020
Erschienen in:Wind Energy Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:5
DOI:10.5194/wes-5-1623-2020
Seitenbereich:Seiten 1623-1644
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:2366-7443
Status:veröffentlicht
Stichwörter:wind-turbine wake, veering wind, rotational direction, LES
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DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Windenergie (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Hinterlegt von: Englberger, Antonia
Hinterlegt am:23 Nov 2020 16:02
Letzte Änderung:27 Okt 2023 15:20

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