В 1990-х годах в Сумском государственном университете проводились исследования вертикально-осевых роторов, которые к 1994 году сформировались в два основных направления: исследования аэродинамики Н-ротора Дарье и разработка ветроустановок с Н-ротором малой мощности [10]. В рамках первого направления проводились теоретические и экспериментальные исследования по определению оптимальных геометрических параметров Н-ротора, эффективных профилей, числа, удлинения, угла установки и других параметров лопастей. Аэродинамические исследования выполнялись как в аэродинамической трубе и гидробассейне, так и в натурных условиях. Был получен ряд интересных решений принципиально нового незамкнутого профиля КН-6 с демпфером отрывных течений, позволяющим существенно улучшить аэродинамическое качество лопастей [6]. Большая серия опытов подтвердила эффективность нового профиля. По второму направлению исследований проводился поиск рациональной схемы и основных конструктивных элементов вертикально-осевых ветроустановок малой мощности. Разрабатывались новые методы экспериментальных исследований моделей, в том числе измерения вращающего момента ротора, визуализации течений в окрестности ротора, управления частотой вращения ротора. Создавались и испытывались экспериментальные образцы ветроустановок мощностью до 10 кВт.
В Институте гидромеханики НАН Украины начиная с конца 1990-х годов проводятся теоретические и экспериментальные исследования вопросов повышения эффективности Н-ротора Дарье путем управления угла лопастей при их движении по круговой траектории, а также изыскания по разработке и реализации в полномасштабных вертикально-осевых ветроустановках алгоритмов и механизмов питча лопасти [8; 9].
Выводы. В 1980 - 1990-х годах в Украине проводились масштабные работы по созданию принципиально новых конструкций вертикально-осевых ветроу- становок, которые привели к следующим результатам:
1. Создана широкая кооперация научных, проектных и промышленных предприятий - разработчиков и изготовителей вертикально-осевых ветроустано- вок.
2. Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные научными предприятиями, показали принципиальную возможность создания эффективных вертикально-осевых ветроустановок с Н-ротором Дарье, конструкторские проработки, проведенные проектными предприятиями, - возможность создания надежных и работоспособных конструкций, а технологические проработки, проведенные промышленными предприятиями, подтвердили возможность качественного изготовления разработанных ветроустановок.
3. Созданные в Украине вертикально-осевые ветроустановки с Н-ротором Дарье мощностью 20, 30 и 420 кВт по своим технико-экономическим характеристикам не уступают зарубежным аналогам, а при эксплуатации в различных климатических условиях показали надежную и эффективную работу.
4. В последние годы в Украине продолжаются научно-исследовательские работы по повышению эффективности и надежности вертикально-осевых ветро- установок, которые свидетельствуют о возможности их дальнейшего совершенствования.
Библиографические ссылки
1. Абрамовский Е. Р. Аэродинамика ветродвигателей / Е. Р. Абрамовский, С. В. Городько, Н. В. Свиридов. - Д.: Изд-во ДГУ, 1987. - 220 с.
2. Абрамовский Е. Р. Расчетный анализ параметров ветродвигателей, предназначенных для использования в застроенной зоне городов / Е. Р. Абрамовский, С. В. Тарасов, И. Ю. Костюков // Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки: сб. наук. праць ДНУ. - Т. ХІІІ. - Д.: Пороги, 2012.- С. 3-15.
3. Бордюгов В. Мифы и реалии украинской ветроэнергетики /
B. Бордюгов, В. Подгуренко // Зеркало недели. - 2002. - № 17.
4. Ветроэнергетика Украины / УВЕА, 2011. - 16 с. Режим доступа: http:// www.uwea.com.ua/ files/WIND_ENERGY_UKRAINE_2011_rus.pdf.
5. Виброусталостные испытания опорной башни ветроэнергетической установки ЭСО-0020: научно-технический отчет / ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского; рук. Стучалкин Ю. А.; исполн. Нестеренко Г. И. - 1996. - 41 с.
6. Волков Н. И. Влияние демпфера отрывных течений на аэродинамические характеристики лопасти ортогонального ветродвигателя / Н. И. Волков // Вісн. Сум. держ. ун-ту. - 1994. - № 2. - С. 43-46.
7. Гагач Д. К. Первая ветродизельная электростанция на Таймыре / Д. К. Гагач, В. К. Мальцев, И. Ю. Костюков, В. А. Михайлов, А. Г. Шкурупий // Энергетик. - 2001. - № 9. - С. 10-12.
8. Гринченко В. Т. Исследование и оптимизация рабочих характеристик ветроротора с вертикальной осью вращения с механизмом управления лопастями / В. Т. Гринченко, В. П. Каян, В. А. Кочин // Доповіді НАН України. - 2008. - № 12.- С. 62-68.
9. Каян В. П. Оптимизация рабочих характеристик полномасштабного макета ветроротора Дарье с прямыми управляемыми лопастями / В. П. Каян,
А. Т. Лебедь // Прикладна гідромеханіка. - 2010. -Т 12, № 4. - С. 16-35.
10. Коваленко В. М. Исследования по ветроэнергетике в Сумском государственном универ-ситете / В. М. Коваленко // Вісн. Сум. держ. ун-ту. - 1994. - № 1. - С.84-89.
11. Конеченков А. Воздушные мегаватты / А. Конеченков, Ю. Матвеев // ММ Деньги и Технологии. - 2002. - Апр. - С. 30-32.
12. Конеченков А. Ліцензійний шлях української вітроенергетики /
A. Конеченков // Зелена енергетика. - 2002. - № 3(7). - С. 5-11.
13. Костюков И. Ю. Ретроспектива и перспектива вертикально-осевой ветроэнергетики. Статья I. История и мотивация развития вертикально-осевых ветроустановок как нового направления ветроэнергетики / И. Ю. Костюков,
C. В. Тарасов // Вісник Дніпропетр. ун-ту. - № 1/2, Т. 22. Серія : Історія і філософія науки і техники. Вип. 22. - Д. : Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту. - 2013.
14. Костюков И. Ю. Вертикально-осевая ветроустановка мощностью 20 кВт / И. Ю. Костюков, В. А. Михайлов, П. Г. Капля, О. Л. Перфилов // Энергетик. - 1997. - № 10. - С. 14.
15. Кривцов В. С. Невичерпна енергія. Книга 1. Вітроелектрогенератори /
B. С. Кривцов, О. М. Олейников, О. І. Яковлєв. - Х.: ХАІ, 2005. - 396 с.
16. Кривцов В. С. Невичерпна енергія. Книга 2. Вітроенергетика / В. С. Кривцов, О. М. Олейников, О. І. Яковлєв. - Х.: ХАІ. - 2005. - 502 с.
17. Письмо Госкомитета СССР по науке и технике № ТЭ-10-2-3/26, М.,
27 февр.1990.
18. Результаты испытаний натурного образца ветроэлектрической установки ЭСО-0020 производства предприятия «ЭСО» в аэродинамической трубе Е-101 ЦАГИ: научно-технический отчет / ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского; рук. Стучалкин Ю. А.; исполн. Поповский В. Н. - 1994. - 97 с.
19. Сертификат № ГОСТ Р. UA.AE01.1.3.0010 / Госстандарт России. - М.,
28 февр. 1998. - 2 с.
20. Тарасов С. В. Расчетный анализ аэродинамических и энергетических характеристик ветродвигателей мегаваттного класса, предназначенных для размещения на мелководных акваториях Украины // С. В. Тарасов, И. Ю. Костюков, Е. Р. Абрамовский, Н. Н. Лычагин // Системне проектування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки: сб. наук. праць ДНУ. - Т XIV. - Д.: Пороги, 2012. -С.97-108.
21. Технический проект «Ветроэлектрическая установка ВТО-1250Б», КБ «Южное». - 1990 г.
22. Технический проект «Ветроэлектрическая установка «Южная» мощностью 350 кВт» КБ «Южное». - 1992 г.
23. Экспертное заключение качества сварного соединения приварки конуса к фланцу вертикально-осевой ветроустановки мощностью 420 кВт / Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины; рук. Лобанов Л.М.; исполн. Гарф Э.Ф. - К., 2005. - 2 с.
24. Wind Energy - the Facts / European Commission, Directorate General for Energy, EWEA, 2008. - P. 279.