Gross Domestic Product (GDP) is the major factor to judge the
development of a country [1]. GDP represents the economic
Contents lists available at ScienceDirect
journal homepage: www.elsevier.com/locate/rser
Renewable and Sustainable Energy Reviews
http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.027
1364-0321/& 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
n Corresponding author. Tel.: þ918122857821.
E-mail addresses: ratnakishore@cb.amrita.edu,
ratnavk@gmail.com (R.K. Velamati).
Renewable and Sustainable Energy Reviews 56 (2016) 1351–1371
growth of a country which is closely related to the amount of the
power produced by the nation. To have a sustainable economic
growth, a nation should have the resources to continuously produce
energy. But due to the precipitous depletion of the conventional
energy sources and the increase in the CO2 emissions, the
demand for a sustainable and a reliable alternate source of energy
has been increasing day by day. Wind energy and solar energy are
two sources of energy that hold a chance to serve the purpose.
Wind energy, being renewable provides a great opportunity to
generate energy due to its abundance.
Wind turbines are those which convert the kinetic energy
present in the wind to mechanical energy and eventually into
electricity. The history of wind turbines originates around 200 B.C
somewhere in Persia but the first practical wind mills were
developed in 7th century in Iran and were called the Sistan wind
mills. Wind mills were effectively used in farms for producing
electricity and pumping water in 1930's in USA. The first utility
grid-connected wind turbine was built by John Brown & Co in
1951. The total capacity of wind power by the end of 2014 was
around 369.6 GW and is expected to touch 666.1 MW by the end of
2019 [2].
Various countries, in order to meet their growing power demand
are installing large scale wind farms both on shore and off shore. In
2014, China has installed capacity of around 114,609 MW of wind
energy contributing 31.0% of the total wind power followed by USA,
Germany, Spain and India which produce 65,879 MW, 39,165 MW,
22,987 MW and 22,465 respectively as shown in Fig. 1 [3]. In the
current scenario large scale wind turbines farms (like offshore wind
farm “London Array” which is around 100 km2 and onshore wind
farm “Alta Wind Energy Centre” which is around 36.5 km2
) are
required in order to match the increasing power demand. This will
lead to expansion of the wind farms and finally would result in
large scale continental wind farms.
The effect of large scale wind farms on the climatic conditions
has been studied by various authors. Wang et al. [4] have performed
simulations using a three dimensional climatic model in
order to study the various potential climatic effects of future large
scale wind farm installation over land and ocean. The simulations
were run on a global scale for a period of 60 years as the temperature
changes need a longer duration to show the gradual
impact. It was observed that the installation of wind turbines in
order to meet 10–15% of global energy demand might cause surface
warming by increasing the temperature by 1 °C on land.
Similar simulations for the 1 °C increase in temperature over the
oceans have also been computed by increasing the ocean surface
drag but a further study has to be done on its validation. Fig. 2
shows the temperature changes in one of the models due to the
deployment of large scale wind turbines over the land in order to
generate 158 EJ/year. All the above conclusions can only be made
after considering the special or new parameters that affect the
wind turbines. Due to nonlinear variation of climatic changes with
surface roughness, defining the optimal arrangement of wind
turbines is challenging. Climatic effects increase with the power
generated and decrease with conversion efficiency, leaving out the
potential environmental effects on birds, weather radar, ambient
noise levels etc.
Fiedler et al. [5] have performed simulations for 62 warm
seasons on a regional climatic model, and observed that there was
1% increase the precipitation rate. It was also seen that a larger
rate of precipitation has occurred for a larger wind farm [6,7].
From the above results a conclusion can be drawn that installing
large scale wind farms might lead to significant weather changes,
so there arises a need to effectively use this wind energy without
causing any adverse effects to the atmosphere.
The large scale wind farms are not a sustainable viable option
for renewable power production. The best option available is by
installing the decentralized grid system i.e., by using small scale
wind turbines. Small scale wind turbines produce power around
10 kW which is sufficient for our domestic needs. This energy can
be effectively utilized so that the energy extracted from the conventional
resources could be saved for a larger period of time.
Hence there arises the need to understand the characteristics of
small scale wind turbines. The majority of work on small scale
wind turbines was done over the past few years. The disadvantages
of small wind turbines are high initial cost, effective
placement, wind fluctuation, change in wind direction and also
aero-acoustic noise.
This paper presents a detailed literature review on small scale
wind turbines. Initially, scaling of wind turbines was illustrated in
order to identify small scale wind turbines. Then, the general
classification of the wind turbines was explained. After that, various
aspects of horizontal axis wind turbine (HAWT's) like performance,
blade design, control and manufacturing were
reviewed. Next, review of various kinds of Vertical axis wind turbines
(VAWT) was presented. Darrieus type VAWT was reviewed
in two sections, experimental and numerical analysis. Also, positioning
of wind turbines and aeroacoustics of small scale windturbines were presented.
Gross Domestic Product (GDP) is the major factor to judge thedevelopment of a country [1]. GDP represents the economicContents lists available at ScienceDirectjournal homepage: www.elsevier.com/locate/rserRenewable and Sustainable Energy Reviewshttp://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.0271364-0321/& 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.n Corresponding author. Tel.: þ918122857821.E-mail addresses: ratnakishore@cb.amrita.edu,ratnavk@gmail.com (R.K. Velamati).Renewable and Sustainable Energy Reviews 56 (2016) 1351–1371growth of a country which is closely related to the amount of thepower produced by the nation. To have a sustainable economicgrowth, a nation should have the resources to continuously produceenergy. But due to the precipitous depletion of the conventionalenergy sources and the increase in the CO2 emissions, thedemand for a sustainable and a reliable alternate source of energyhas been increasing day by day. Wind energy and solar energy aretwo sources of energy that hold a chance to serve the purpose.Wind energy, being renewable provides a great opportunity togenerate energy due to its abundance.Wind turbines are those which convert the kinetic energypresent in the wind to mechanical energy and eventually intoelectricity. The history of wind turbines originates around 200 B.Csomewhere in Persia but the first practical wind mills weredeveloped in 7th century in Iran and were called the Sistan windmills. Wind mills were effectively used in farms for producingelectricity and pumping water in 1930's in USA. The first utilitygrid-connected wind turbine was built by John Brown & Co in1951. The total capacity of wind power by the end of 2014 wasaround 369.6 GW and is expected to touch 666.1 MW by the end of2019 [2].Various countries, in order to meet their growing power demandare installing large scale wind farms both on shore and off shore. In2014, China has installed capacity of around 114,609 MW of windenergy contributing 31.0% of the total wind power followed by USA,Germany, Spain and India which produce 65,879 MW, 39,165 MW,22,987 MW and 22,465 respectively as shown in Fig. 1 [3]. In thecurrent scenario large scale wind turbines farms (like offshore windfarm “London Array” which is around 100 km2 and onshore windfarm “Alta Wind Energy Centre” which is around 36.5 km2) arerequired in order to match the increasing power demand. This willlead to expansion of the wind farms and finally would result inlarge scale continental wind farms.The effect of large scale wind farms on the climatic conditionshas been studied by various authors. Wang et al. [4] have performedsimulations using a three dimensional climatic model inorder to study the various potential climatic effects of future largescale wind farm installation over land and ocean. The simulationswere run on a global scale for a period of 60 years as the temperaturechanges need a longer duration to show the gradualimpact. It was observed that the installation of wind turbines inorder to meet 10–15% of global energy demand might cause surfacewarming by increasing the temperature by 1 °C on land.Similar simulations for the 1 °C increase in temperature over theoceans have also been computed by increasing the ocean surfacedrag but a further study has to be done on its validation. Fig. 2shows the temperature changes in one of the models due to thedeployment of large scale wind turbines over the land in order togenerate 158 EJ/year. All the above conclusions can only be madeafter considering the special or new parameters that affect thewind turbines. Due to nonlinear variation of climatic changes withsurface roughness, defining the optimal arrangement of windturbines is challenging. Climatic effects increase with the powergenerated and decrease with conversion efficiency, leaving out thepotential environmental effects on birds, weather radar, ambientnoise levels etc.Fiedler et al. [5] have performed simulations for 62 warmseasons on a regional climatic model, and observed that there was1% increase the precipitation rate. It was also seen that a largerrate of precipitation has occurred for a larger wind farm [6,7].From the above results a conclusion can be drawn that installinglarge scale wind farms might lead to significant weather changes,so there arises a need to effectively use this wind energy withoutcausing any adverse effects to the atmosphere.The large scale wind farms are not a sustainable viable optionfor renewable power production. The best option available is byinstalling the decentralized grid system i.e., by using small scalewind turbines. Small scale wind turbines produce power around10 kW which is sufficient for our domestic needs. This energy canbe effectively utilized so that the energy extracted from the conventionalresources could be saved for a larger period of time.Hence there arises the need to understand the characteristics ofsmall scale wind turbines. The majority of work on small scalewind turbines was done over the past few years. The disadvantagesof small wind turbines are high initial cost, effectiveplacement, wind fluctuation, change in wind direction and alsoaero-acoustic noise.This paper presents a detailed literature review on small scalewind turbines. Initially, scaling of wind turbines was illustrated inorder to identify small scale wind turbines. Then, the generalclassification of the wind turbines was explained. After that, variousaspects of horizontal axis wind turbine (HAWT's) like performance,blade design, control and manufacturing werereviewed. Next, review of various kinds of Vertical axis wind turbines(VAWT) was presented. Darrieus type VAWT was reviewedin two sections, experimental and numerical analysis. Also, positioningof wind turbines and aeroacoustics of small scale windturbines were presented.
การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลิตภัณฑ์มวลรวม (GDP)
เป็นปัจจัยสำคัญที่จะตัดสินการพัฒนาของประเทศ[1] จีดีพีที่แสดงให้เห็นถึงเศรษฐกิจรายชื่อที่มีอยู่ในเนื้อหา ScienceDirect วารสารหน้าแรก: www.elsevier.com/locate/rser ทดแทนและพลังงานยั่งยืนความคิดเห็นhttp://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.027 1364-0321 / และ 2015 เอลส์ จำกัด สงวนลิขสิทธิ์. ผู้เขียน n ที่สอดคล้องกัน Tel .: þ918122857821. ที่อยู่ E-mail: ratnakishore@cb.amrita.edu,. ratnavk@gmail.com (RK Velamati) ทดแทนและพลังงานที่ยั่งยืนความคิดเห็นที่ 56 (2016) 1351-1371 การเจริญเติบโตของประเทศที่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับที่ ปริมาณของพลังงานที่ผลิตโดยประเทศ ที่จะมีทางเศรษฐกิจอย่างยั่งยืนการเจริญเติบโตของประเทศควรมีทรัพยากรในการอย่างต่อเนื่องในการผลิตพลังงาน แต่เนื่องจากการสูญเสียสูงชันของธรรมดาแหล่งพลังงานและการเพิ่มขึ้นในการปล่อย CO2 ที่ต้องการสำหรับการพัฒนาอย่างยั่งยืนและเป็นแหล่งสำรองที่เชื่อถือได้ของพลังงานที่ได้รับเพิ่มขึ้นทุกวัน พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ถือเป็นโอกาสที่จะให้บริการวัตถุประสงค์. พลังงานลมเป็นพลังงานทดแทนให้เป็นโอกาสที่ดีในการสร้างพลังงานอันเนื่องมาจากความอุดมสมบูรณ์ของ. กังหันลมเป็นผู้ที่แปลงพลังงานจลน์อยู่ในลมพลังงานกลและในที่สุดก็เข้าสู่การผลิตไฟฟ้า ประวัติความเป็นมาของกังหันลมมาประมาณ 200 ปีก่อนคริสตกาลที่ใดที่หนึ่งในเปอร์เซียแต่กังหันลมปฏิบัติครั้งแรกที่ถูกพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 7 ในอิหร่านและได้รับการเรียกว่า Sistan ลมโรงงาน กังหันลมถูกนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพในฟาร์มในการผลิตไฟฟ้าและสูบน้ำในปี 1930 ในประเทศสหรัฐอเมริกา ยูทิลิตี้ครั้งแรกกังหันลมตารางที่เชื่อมต่อถูกสร้างขึ้นโดยจอห์นบราวน์ & Co ใน 1951 กำลังการผลิตรวมของพลังงานลมโดยสิ้นปี 2014 เป็นรอบ369.6 GW และคาดว่าจะแตะ 666.1 เมกะวัตต์ในตอนท้ายของ2019 [2]. ประเทศต่าง ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นของพวกเขากำลังติดตั้งฟาร์มลมขนาดใหญ่ทั้งในฝั่งและนอกชายฝั่ง ในปี 2014 ประเทศจีนมีกำลังผลิตติดตั้งประมาณ 114,609 เมกะวัตต์ของลมพลังงานเอื้อ31.0% ของพลังงานลมรวมตามด้วยสหรัฐอเมริกา, เยอรมนี, สเปนและอินเดียซึ่งผลิต 65,879 เมกะวัตต์ 39,165 เมกะวัตต์22,987 เมกะวัตต์และ 22,465 ตามลำดับดังแสดงในรูป 1 [3] ในสถานการณ์ปัจจุบันฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่(เช่นลมนอกชายฝั่งฟาร์ม"ลอนดอนอาร์เรย์" ซึ่งเป็นประมาณ 100 กิโลเมตร 2 และลมบนบกฟาร์ม"อัลพลังงานลมเซ็นเตอร์" ซึ่งเป็นรอบ 36.5 กิโลเมตร 2) จะต้องใช้ในการสั่งซื้อเพื่อให้ตรงกับความต้องการที่เพิ่มพลัง ซึ่งจะนำไปสู่การขยายตัวของฟาร์มลมและในที่สุดก็จะส่งผลให้ฟาร์มลมทวีปขนาดใหญ่. ผลของฟาร์มลมขนาดใหญ่ในสภาพภูมิอากาศได้รับการศึกษาโดยนักเขียนต่างๆ วัง et al, [4] มีการดำเนินการจำลองโดยใช้แบบจำลองภูมิอากาศสามมิติเพื่อที่จะศึกษาผลกระทบภูมิอากาศต่างๆที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตของขนาดใหญ่ลมขนาดติดตั้งฟาร์มทั่วแผ่นดินและมหาสมุทร จำลองวิ่งในระดับโลกเป็นระยะเวลา 60 ปีที่ผ่านมาในขณะที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงต้องใช้ระยะเวลานานในการแสดงอย่างค่อยเป็นค่อยไปผลกระทบ มันถูกตั้งข้อสังเกตว่าการติดตั้งกังหันลมในเพื่อตอบสนอง 10-15% ของความต้องการพลังงานทั่วโลกอาจทำให้พื้นผิวโลกร้อนโดยการเพิ่มอุณหภูมิ1 องศาเซลเซียสบนบก. จำลองคล้ายกันสำหรับการเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียสอุณหภูมิเหนือมหาสมุทรได้ยังได้รับการคำนวณโดยการเพิ่มพื้นผิวมหาสมุทรลาก แต่การศึกษาต่อไปจะต้องมีการดำเนินการเกี่ยวกับการตรวจสอบของ มะเดื่อ. 2 แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในหนึ่งในรูปแบบอันเนื่องมาจากการใช้งานของกังหันลมขนาดใหญ่ทั่วแผ่นดินเพื่อสร้าง158 EJ / ปี ทั้งหมดข้อสรุปดังกล่าวข้างต้นสามารถทำได้หลังจากพิจารณาพารามิเตอร์พิเศษหรือใหม่ที่ส่งผลกระทบต่อกังหันลม เนื่องจากรูปแบบที่ไม่เป็นเชิงเส้นของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มีพื้นผิวที่ขรุขระกำหนดจัดที่ดีที่สุดของลมกังหันเป็นสิ่งที่ท้าทาย ผลกระทบภูมิอากาศเพิ่มขึ้นด้วยอำนาจสร้างขึ้นและลดลงอย่างมีประสิทธิภาพแปลงออกจากออกจากผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่มีศักยภาพในนกเรดาร์ตรวจอากาศล้อมรอบระดับเสียงฯลฯเลอร์, et al [5] ได้ดำเนินการจำลอง 62 อบอุ่นฤดูกาลแบบจำลองภูมิอากาศในระดับภูมิภาคและตั้งข้อสังเกตว่ามี1% เพิ่มอัตราการตกตะกอน มันก็เห็นว่ามีขนาดใหญ่อัตราการตกตะกอนเกิดขึ้นสำหรับฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่ [6,7]. จากผลดังกล่าวข้างต้นเป็นข้อสรุปที่สามารถดึงออกมาว่าการติดตั้งฟาร์มลมขนาดใหญ่อาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศอย่างมีนัยสำคัญดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องเกิดขึ้นให้มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานลมนี้ได้โดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบใด ๆ กับบรรยากาศ. ฟาร์มลมขนาดใหญ่ไม่ได้เป็นตัวเลือกที่ทำงานที่ยั่งยืนสำหรับการผลิตพลังงานทดแทน ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือการติดตั้งระบบการกระจายอำนาจคือตารางโดยใช้ขนาดเล็กกังหันลม กังหันลมขนาดเล็กผลิตไฟฟ้ารอบ10 กิโลวัตต์ซึ่งเพียงพอสำหรับความต้องการภายในประเทศของเรา พลังงานนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้พลังงานที่สกัดจากเดิมทรัพยากรจะถูกบันทึกไว้ในช่วงเวลาที่มีขนาดใหญ่ของเวลา. จึงมีความจำเป็นที่เกิดขึ้นที่จะเข้าใจลักษณะของกังหันลมขนาดเล็ก ส่วนใหญ่ของการทำงานในขนาดเล็กกังหันลมที่ได้กระทำในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ข้อเสียของกังหันลมขนาดเล็กที่มีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงที่มีประสิทธิภาพการจัดวางความผันผวนลมเปลี่ยนแปลงในทิศทางลมและเสียงรบกวนอากาศอะคูสติก. บทความนี้นำเสนอการทบทวนวรรณกรรมรายละเอียดเกี่ยวกับขนาดเล็กกังหันลม ในขั้นต้นปรับของกังหันลมถูกแสดงในเพื่อที่จะระบุกังหันลมขนาดเล็ก จากนั้นทั่วไปการจำแนกประเภทของกังหันลมก็อธิบาย หลังจากที่ต่างๆด้านของกังหันลมแกนนอน (HAWT) ที่ชอบผลการดำเนินงานการออกแบบใบมีด, การควบคุมและการผลิตที่ได้รับการตรวจสอบ ถัดไปทบทวนหลายชนิดของกังหันลมแกนตั้ง(VAWT) ที่ถูกนำเสนอ Darrieus ประเภท VAWT รับการตรวจสอบในส่วนที่สองการวิเคราะห์ทดลองและตัวเลข นอกจากนี้การวางตำแหน่งของกังหันลมและ aeroacoustics ของ windturbines ขนาดเล็กที่มีการนำเสนอ
การแปล กรุณารอสักครู่..
