This article presents the possibility of increasing the efficiency of a vertical-axis wind generator through the introduction of an automatic control system for the angle of attack of the blades. The calculation of the optimal position of the wind turbine blades for the maximum generation of electrical energy is given, and a developed scheme for controlling the blades using the sensors of the angular speed of rotation of the wind wheel by the anemometer and the current position of the blades is presented. The automatic control system implies the use of a PD controller. A comparison is made of two laboratory experimental models of vertical-axis wind turbines with and without the developed control system. This article focuses on optimizing the angle of attack and developing an automatic control system for vertical-axis wind turbines to increase their efficiency in generating electrical energy.

This article explores and optimizes network technologies for wind energy systems, focusing on the RS-485 interface to ensure reliable data transmission in extreme conditions. The study aims to address the impact of various distortions on data quality and wind turbine management. A system was proposed with two wind turbines, each equipped with a Raspberry Pi 4, connected to sensors measuring temperature, vibration, and wind speed. The research examined how data transmission rates affect signal shape, calculating the distortion coefficient. At 460,800 baud, the signal was almost completely distorted, with significant amplitude loss. The distortion coefficients were 1.84 for logic ‘1’ and 1.92 for logic ‘0’. The optimal speed to minimize distortions was found to be 19,200 baud, providing the most stable signal. Additionally, temperature significantly impacted transmission quality, highlighting the need to consider climatic conditions in system design. The findings and methods can help improve existing data transmission systems and enhance wind turbine performance.

This paper presents the mathematical modeling of the thermal state of a 1000 W wind turbine generator (WTG) integrated into a vertical-axis wind turbine (VAWT) system, taking into account external environmental factors, mechanical losses, and the operation of the cooling system. The developed model considers the influence of ambient temperature, wind speed, air humidity, ventilation openings, radiator cooling, and mechanical losses. An analysis was conducted over a range of operating conditions from −20 °C to 50 °C, with wind speeds from 0.5 m/s to 15 m/s and air humidity from 10% to 90%. The nonlinear dependence of the winding temperature on these factors was investigated, and critical operating conditions leading to potential overheating were identified. It was found that high humidity (>70%) increases the winding temperature by 5–10% compared to low humidity (<30%). The developed model can be used to optimize cooling systems and improve the reliability of wind turbines in various climatic conditions. In addition, the proposed model is intended to be integrated into fault detection and diagnosis systems for wind turbines, enabling the identification of potential faults related to thermal overload.

Бұл мақалада Алматы қаласының климаттық жағдайларына барынша сай келетін жел генераторларының әртүрлі роторларының сипаттамаларына салыстырмалы талдау жүргізіледі. Таңдалған жел генераторлары критикалық жұмыс режимінде, яғни жел жылдамдығының максималды мәніне зерттелген. Алматы қаласы үшін ротордың оңтайлы нұсқасын таңдау мақсатында жел генераторларының негізгі сипаттамаларына сыни талдау жүргізіледі. Негізгі сипаттамаларды талдау, олардың ерекшеліктері мен жел генераторының басқару блогын кейіннен жобалау үшін ротор моделін таңдау мәселесін шешу мүмкіндіктерін зерттеу арқылы. Ротордың оңтайлы моделін таңдау үшін бірқатар зерттеулер жүргізу қажет. Осылайша, жел генераторларының негізгі модельдері таңдалды және SolidWorks бағдарламалық ортасында компьютерлік модельдеуді қолдана отырып, бірдей климаттық жағдайларда әртүрлі модельдер зерттелді. Таңдалған модель таңдалған аймақтың берілген табиғи жағдайларына толығымен сәйкес келуі керек, онда желдің максималды жылдамдығы және ротордың барлық зерттелген модельдері үшін осы маңызды мән белгіленеді.