Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Vertical Axis Wind Turbines: A Mechanical Design Project and a Feasibility Study for Microgrids in Tanzania
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Vindkraftverk med vertikal axel : Ett konstruktionsprojekt och en affärsstudie för mikronät i Tanzania (Swedish)
Abstract [sv]

Detta arbete behandlar vindkraft med vertikal axel, att användas utanför ordinarie elnät, främst i byar och småföretag på landsbygden i utvecklingsländer. Två fristående projekt ingår. Det första handlar om konstruktion, med målet att utveckla ett koncept för att hålla kraftverkets vingar. En särskild egenskap är att de ska vara hopdragbara, så svepta arean kan följa rådande vindstyrka. Kraftverket monteras och reses på plats, med hopfällda vingar. Tornet kan fällas för att underlätta underhåll. Infällbara vingar förenklar även om kraftverken ska tas ur drift eller flyttas. Arbetet inleddes med problemdefiniering och funktionsanalys, varefter systematisk idégenerering användes för att ta fram koncept. En stor del av projektet upptogs av studier av krafter och hållfasthet med analytiska metoder. Kartongprototyper, handskisser och CAD-modeller användes flitigt för utveckling och utvärdering. Slutligen valdes en fyrledsmekanism. I skrivande stund håller en storskalig prototyp på att byggas, som kommer använda en modifierad version av den föreslagna konstruktionen.Det andra projektet var en övergripande genomförbarhetsstudie, utförd i Tanzania där marknads-lanseringen är tänkt att ske. Exjobbets uppdragsgivare har tidigare arbetat i landet, så det finns lokalkännedom och affärskontakter har behållits. Undersökningen baserades på intervjuer, observationer och en omfattande litteraturstudie. Särskilt fokus låg på intäktsmöjligheterna på bynivå. Flera parametrar kartlades och rekommendationer utformades. Finansiering, tillgång på vind, sociala utvecklingseffekter, existerande elmarknad och vissa andra frågor behandlades också i någon mån. Det finns indikationer på ekonomisk potential för elektrifiering, men frågan är komplex och det gick inte att dra några definitiva slutsatser. Affärsidén är lovande, men vissa specifika risker bör beaktas.

Abstract [en]

This thesis treats vertical axis wind turbines for off-grid applications, primarily for villages and small enterprises in rural regions of developing countries. Two separate projects are incorporated. The first one is about mechanical engineering, with the aim to develop a concept design to hold the turbine wings. A special feature is that the wings will be contractible, allowing variable swept area, to adjust to shifting wind conditions. The tower with the turbine is assembled and raised on-site with contracted wings. Maintenance, as well as decommissioning and relocation of the equipment, is also facilitated by contractible wings. After problem definition and function analysis, concepts were generated by systematic ideation methods. A large part of the project was dedicated to a study of loads and forces, using analytical methods. Cardboard prototypes, hand sketches, and CAD models were also used for development and evaluation. Finally, a four-bar linkage was presented. At the time of writing, a large-scale prototype is under construction, which will use a modified version of the suggested design.The second project could be labeled a pre-feasibility study. It was performed in Tanzania, which will be the first market. The commissioning company has previously worked in the country, so there is local know-how, and business contacts have been maintained. The research was based on interviews, observations, and an extensive literature study. Special focus was put on village level profitability. A number of parameters were mapped and some recommendations drafted. Funding options, availability of wind, social development effects, national electricity markets, and other issues were also covered to some extent. Some indications were found regarding the economic potential of rural electrification, but the issue is complex and no certain conclusions could be made. The project was found promising, but there are certain risks that should be considered.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Series
MMK 2015:05 IDE 089
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-168726OAI: oai:DiVA.org:kth-168726DiVA: diva2:818148
Available from: 2015-10-13 Created: 2015-06-08 Last updated: 2015-10-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2215 kB)236 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2215 kBChecksum SHA-512
18c4a6a4e4f2398e72c61d219784c12a4ef7ad78cdbe08641d8381a86f4936d78527f51e0f49efec4a1cc60edad65622a9e2d849a5d19118b5a49eec300d5eee
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 236 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1214 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf