Review of the current wind energy technologies and global market

U radu je dat pregled modernih vetroenergetskih tehnologija i trendova razvoja tržišta. Ukratko su opisani osnovni principi koverzije energije vetra u električnu energiju sa kratkim osvrtom na moderne konstrukcije podsklopova kao što su lopatice vetroturbina i agregati. Izvršen je pregled stanja vetroenergetike u svetu u cilju dobijanja predstave o budućem razvoju tržišta. Najrazvijenije države u pogledu iskorišćenja energije vetra, kao što su Danska, Nemačka, Španija i SAD identifikovane su kao glavni pokretači daljeg napredovanja vetroenergetike. Nakon dugog vođstva Evropske Unije u pogledu izgradnje vetroenergetskih kapaciteta na godišnjem nivou, Kina i SAD su preuzele vodeće pozicije u poslednjih nekoliko godina. Troškovi proizvodnje električne energije korišćenjem energije vetra su posle postepenog opadanja do 2005. godine zabeležile blagi rast usled visoke tražnje i viših cena repromaterijala. Procenjeno je da će troškovi proizvodnje električne energije iz energije vetra u budućnosti imati trend opadanja. U narednim godinama predviđa se stabilan rast vetroenergetskih kapaciteta, uz očekivanja da će sadašnji instalisani kapaciteti u svetu od oko 200 GW porasti do skoro 1 TW do 2020. godine.The modern wind energy technologies and recent global wind energy market trends are reviewed in the paper. Basic principles of conversion of wind energy to electricity are described with brief overview of the state-of-the-art technologies for subassemblies such as wind turbine blades and drive trains. Global wind energy market was reviewed in order to attain notion of wind power market developments in the future. The most developed countries in terms of wind energy utilization such as Denmark, Germany, Spain and USA were identified as the key drivers of wind energy technology advances. After the long leadership of European Union in built annual wind power capacities, China and USA have overtook leading positions for the last several years. Wind energy costs per unit of electricity produced after gradual decrease until 2005 have recorded slight increase until the present due to high demand and higher raw materials price. It was predicted that the trend of the wind energy cost will decrease in the future. Steady growth of wind energy capacities was predicted in the next years, with forecast that present global installed capacities of nearly 200 GW should grow to almost one terawatt by the 2020

Određivanje osobina materijala kompozitnih delova pomoću eksperimentalnih podataka i neuronskih mreža

Predstavljena je jednostavna, ekonomična i interesantna proračunska tehnika za određivanje mehaničkih osobina materijala kompozitnih ploča. Na osnovu vrednosti deformacija krajeva uklještene ploče pri različitim slučajevima opterećenja - zatezanju, kontinualnom opterećenju, savijanju i uvijanju, koje mogu biti dobijene kako eksperimentalno tako i u numeričkim analizama, moguće je proceniti koji materijal je upotrebljen kao i kako su lamine kompozita poslagane. Nekoliko različitih veštačkih neuronskih mreža je formirano, trenirano i testirano. Skupovi za treniranje, validaciju i testiranje dobijeni su metodom konačnih elemenata. U radu su navedene mogućnosti i ograničenja formiranih mreža kao i moguće dalje primene ili unapređenja

Poređenje eksperimentalnih i numeričkih analiza deformacija kompozitne lopatice vetroturbine

Lopatice vetroturbine su poslednjih godina predmet velikog broja istraživanja. Zbog svoje odgovorne uloge i brojnih zahteva koje moraju ispuniti projektovanje i proizvodnja lopatica jesu složeni procesi koji podrazumevaju značajan utrošak vremena. Primenom odgovarajućih programskih paketa u toku projektovanja moguće je izvršiti preliminarnu procenu performansi lopatice koje bi naknadno bile verifikovane eksperimentom. Takođe, pogodnosti numeričkih simulacija moguće je iskoristiti i za procenu unutrašnje strukture kompozitnih lopatica, s obzirom da većinom ovakvi podaci nisu dostupni od strane proizvođača. Tako je u prikazanom radu analizirana struktura kompozitne lopatice vetroturbine, a za zadata opterećenja upoređeni su rezultati deformacija dobijenih statičkim ispitivanjem i numeričkim proračunom

Технологија израде модела за испитивање ваздухопловних структура

Prikazano tehničko rešenje predstavlja napredni postupak izrade modela vazduhoplovne strukture, u ovom slučaju amfibijske letelice, u cilju ispitivanja aerodinamičkih, hidrostatičkih i hidrodinamičkih karakteristika. Za izradu modela korišćene su savremene CAD/CAM tehnologije u procesu koji podrazumeva projektovanje 3D modela u programskom paketu CATIA V5, a zatim njegovu izradu iz segmenata na numerički upravljanom 3-osnom ruteru/glodalici. Proces izrade, odnosno obrade pripremka kao i svi potrebni parametri definisani su tako da se ostvaruju maksimalne uštede u materijalu i vremenu uz postizanje tražene tačnosti u geometriji modela. S obzirom da su se do sada modeli izrađivali ručno, prikazano tehničko rešenje predstavlja novinu i unapređenje proizvodnog procesa modela za ispitivanje vazduhoplovnih struktura u Srbiji

Smanjenje temperaturnog opterećenja jednoplašnog čeličnog industrijskog dimnjaka

Tokom eksploatacije industrijski čelični dimnjaci izloženi su dejstvu mehaničkih, temperaturnih i hemijskih opterećenja. Kod jednoplašnih dimnjaka plašt vrši ulogu i nosećeg elementa i dimovodnog kanala pa je istovremeno izložen dejstvu svih navedenih tipova opterećenja. Temperaturu plašta dimnjaka potrebno je održavati u optimalnom opsegu tako da ne dođe do prevelike kondenzacije produkata sagorevanja na unutrašnjoj površini plašta usled suviše niske temperature ili do pojave velikog temperaturnog opterećenja u slučaju veoma visoke temperature dimnih gasova. U ovom radu prikazana su oštećenja jednoplašnog dimnjaka nastala prekomernim temperaturnim opterećenjem kao i mere koje su preuzete u cilju sanacije postojećih oštećenja, redukcije temperaturnog opterećenja i produženja radnog veka dimnjaka

Razvoj i unapređenje laboratorijskog postrojenja za simulaciju procesa prerade pijaće vode

Prerada vode uključuje sve procese u okviru kojih se kvalitet vode menja prema zahtevima krajnjeg korisnika. Najčešće se voda prerađuje u cilju dobijanja pijaće vode. Prerada pijаće vode u industrijskim postrojenjima, u zavisnosti od stepena njenog zagađenja i zahteva korisnika, može biti veoma složen proces. Odabir tretmana i tehnologije prerade pijaće vode zavisi od kvaliteta sirove vode. U ovom radu je detaljno opisano razvoj novog laboratorijsko postrojenja sa specifičnim konstruktivnim zahtevima koje se koristi za simulaciju određenih procesa u toku tretmana pijaće vode industrijskih postrojenja. Novo laboratorijsko postrojenje je razvijeno na osnovama postojećeg tehnološki zastarelog i neadekvatnog laboratorijskog postrojenja. Laboratorijsko postrojenje je projektovano za uporednu simulaciju više procesa u okviru tretmana vode. U navedeni sistem, sa ciljem što realnije simulacije, su implementirani: generator ozona, dozirni sistemi i merno akviziciona oprema i regulaciona oprema

Статив авиомоста

Aviomost može biti van funkcije iz brojnih razloga, bilo da je u pitanju preventivno ili korektivno održavanje, ili poboljšanje karakteristika i rada sistema (rekonstrukcija, modifikacija), itd. ,Rasterećenje aviomosta, koje je u tom slučaju bilo neophodno, vrši se primenom tehničkog rešenja koje je prethodno detaljno opisano. Dakle, prikazano tehničko rešenje - stativ aviomosta - pripada oblasti opštih mašinskih konstrukcija i predstavlja čeličnu noseću konstrukciju koja je projektovana i izvedena za aviomostove na aerodromu „Nikola Tesla“ u Beogradu. Konstrukcija stativa zadovoljava potrebnu nosivost, a njegove dimenzije omogućavaju sigurno oslanjanje aviomosta, kao i nesmetan pristup svim njegovim celinama u slučaju sanacije ili zamene određenih delova. Takođe, stativ je moguće koristiti u svakodnevnoj eksploataciji aviomosta. Prizmatičan oblik koji formiraju zavarene cevi obezbeđuje stabilnost konstrukcije, a dodatni montažno-demontažni segmenti omogućavaju varijaciju visine stativa u opsegu od 3 do 4 m

Bending and free vibration finite element analysis of thin composite plates based on isogeometric paradigm

This paper presents an isogeometric plate finite element formulation for analysis of thin composite plates. Isogeometric finite element method is novel numerical procedure introduced by Hughes, Cottrell and Bazilevs [1] and developed to bridge the gap between CAD and FEM modeling of structures. Isogeometric analysis is based on non-uniform rational B-splines (NURBS) basis functions and it uses same basis functions for geometrical representation of objects and finite element analysis. Static bending and free vibration of plates based on first order shear deformation theory (FSDT) are studied. Different numerical examples are presented and results are compared to other available numerical or analytical results in order to demonstrate accuracy and performance of the method

Multi-objective design optimization strategies for small-scale vertical-axis wind turbines

Extracting energy from wind has been an interesting and serious topic over the last few decades and a lot of work has been done on the subject. This paper discusses in detail possible approaches to optimization of a somewhat less known type of wind turbines, particularly suitable for small consumers. In order to perform full aerodynamic and structural shape optimization of a small-scale vertical-axis wind turbine, a Double-multiple streamtube model code, known to provide good results in stationary working regimes, was complemented by a finite element analysis and implemented into a multi-objective particle swarm algorithm. For the purpose of shortening the total time needed for aerodynamic computation, the performed numerical simulations were two-dimensional and experimentally measured static airfoil data were used. The used aerodynamic model was validated against the available experimental data of similar wind turbines. The subsequent structural analyses of the composite turbine blades were performed by applying computed maximal aerodynamic forces together with gravitational and inertial loads. By employing various input and output parameters different multi-objective optimization strategies were analyzed and compared and their applicability was demonstrated. Investigated input parameters included: wind turbine rotor diameter, blade length, chord and airfoil, composite shell thickness, laminate lay-up and ply orientations, while optimization goal functions and constraints comprised rated power, cut-in and optimal wind speed, blade mass, tip deflection, failure index and blade natural frequencies. The fidelity and accuracy of proposed methodologies can be increased by employing more complex numerical models which can easily be implemented into the code