Was ist eine Windturbine mit vertikaler Achse (VAWT)?

Vertikalachsige Windkraftanlagen werden häufig in Haushalten zur Erzeugung erneuerbarer Energie eingesetzt. Sie verfügen über eine vertikale Rotorwelle mit zwei oder drei Rotorblättern, die sich auf und ab bewegen. Der Generator befindet sich am Fuß des Turms, die Rotorblätter sind um die Welle angeordnet.

Windturbinen sind Geräte zur Umwandlung von Windenergie in Elektrizität und es gibt sie in unterschiedlichen Formen, Größen und Typen. Horizontale Achse und Vertikalachsen-Windturbinen (VAWT) sind die allgemein verfügbaren Typen.

Funktionsweise und Komponenten einer Windturbine mit vertikaler Achse (VAWT)

Zu den Hauptkomponenten einer Windkraftanlage mit vertikaler Achse gehören die Lager, Klinge und Klingenhalterung, Rahmen und Welle.

Arbeiten – Diese Turbine wird an den Leitplanken von Autobahnen installiert. Ihre geschwungenen Flügel fangen den Wind der zweispurigen Straße ein und nutzen die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Drehen der Turbine. Eine Windturbine mit vertikaler Achse ist mit einem Getriebe verbunden, das wiederum direkt mit einem elektrischen Generator verbunden ist. Der Wind treibt die Turbine an, die wiederum das Getriebe dreht und die Drehzahl erhöht, bevor sie als mechanische Energie an den Generator übertragen wird. Der Generator wandelt diese Energie in elektrische Energie um, die in einem Akku gespeichert wird.

Anwendungen einer Windturbine mit vertikaler Achse

Im Folgenden sind einige seiner Anwendungen aufgeführt.

• Ideal für kleine Windkraftprojekte und Wohnanwendungen
• Aufgrund ihrer Langlebigkeit werden sie bevorzugt an Orten eingesetzt, wo es häufig zu Stürmen oder starkem Wind kommt.
• Diese Turbinen können auch bei instabilen Wetterbedingungen wie böigem Wind und Turbulenzen Strom erzeugen.

Arten von Vertikalachsen-Windturbine (VAWT)

Es gibt zwei Arten von Windturbinen mit vertikaler Achse: die Darrieus-Windturbine und die Savonius-Windturbine.

1. Darrieus Windturbine

Die Darrieus-Windturbine wurde nach dem berühmten französischen Erfinder Georges Darrieus benannt und wird auch als Eierschläger bezeichnet. Die Turbinen sind mit langen, gebogenen Flügeln ausgestattet Die Turbinen sind an beiden Enden mit der Ober- und Unterseite der Rotorwelle verbunden. Die aerodynamische Kraft des Auftriebs wird genutzt, um diese Turbinen anzutreiben.

Die Windturbine nutzt die Kraft des Windes, indem sie an ihrer Vorderseite einen Sog erzeugt, der die Flügel in Rotation versetzt. Savonius-Turbinen haben aufgrund ihrer Flügelform einen geringen Luftwiderstand. Sobald die Umdrehung beginnt, beschleunigen diese Turbinen und erreichen eine Geschwindigkeit, die die des Windes übertrifft.

2. Savonius Windturbine

Seine Die Blätter sind spiralförmig um eine vertikale Welle angeordnet. Das Hauptprinzip dieser Turbinen besteht darin, den Strömungswiderstand zur Aktivierung der Rotoren zu nutzen. Das bedeutet, dass die dynamische Kraft des Windes gegen die Turbinenblätter den Rotor in Bewegung setzt. Die solide Windauftrefffläche ist eines der bemerkenswertesten Merkmale dieser Turbine. Gleichzeitig trifft die Rückseite der Blätter auf eine aerodynamische Widerstandskraft.

Wenn wir beispielsweise laufen oder Rad fahren, spüren wir den Luftstrom in die entgegengesetzte Richtung. Das ist bei diesen Turbinen genauso. Ähnlich verhält es sich mit diesen Windturbinen: Sie können sich schnell drehen, ähnlich schnell wie der Wind.

Lesen Sie ausführlich über die 2 Arten von Windturbinen mit vertikaler Achse

Vor- und Nachteile von VAWT

Der Einsatz einer Windkraftanlage mit vertikaler Achse bietet mehrere Vorteile:

• Sie sind sicher, skalierbar und können bei jeder Windrichtung Strom erzeugen.
• Kostengünstig, einfach zu installieren und zu bedienen und tragbar.
• Da Getriebe, Generator und andere Teile auf dem Boden platziert sind, ist kein hoher Turm erforderlich.
• Weniger schnelle Rotorblätter stellen eine geringere Gefahr für Menschen und Vögel dar.
• Funktioniert effektiv bei unterschiedlichen Wetterbedingungen.
• Kann dort verwendet werden, wo höhere Strukturen eingeschränkt sind.
• Zum Betrieb dieser Turbinen sind keine Mechanismen erforderlich.
• Wirtschaftliche, effiziente und leise Energiequellen für Wohngebäude in städtischen Gebieten.

Mit einer Windturbine mit vertikaler Achse sind mehrere Nachteile verbunden.

• Die Effizienz von HAWTs nimmt aufgrund des Blattwiderstands während der Rotation ab.
• Aufgrund der Verbindung mit Basen wie Gebäuden oder dem Boden ist das Stapeln auf Türmen schwierig.
• Geringere Rotationseffizienz und geringere Windgeschwindigkeit.
• Komponenten unterliegen eher einem Verschleiß als bei anderen Arten von Windkraftanlagen.
• Tiere können die Rotation in offenen Bereichen stören.
• Turbulente Strömungen in Bodennähe verursachen starke Vibrationen und Lärmbelästigung.

Empfohlen: Solarmodule vs. Windturbinen – was ist besser?