Mikä on pystyakselinen tuuliturbiini (VAWT)?

Vertical Axis Wind Turbine -tuuliturbiinia käytetään yleisesti kodeissa uusiutuvan energian tuottamiseen. Siinä on pystysuora roottorin akseli, jossa on kaksi tai kolme terää, jotka liikkuvat ylös ja alas. Generaattori on tornin pohjassa ja lavat ovat akselin ympärillä.

Tuuliturbiinit ovat laitteita, joita käytetään tuulienergian muuntamiseen sähköksi, ja niitä on saatavilla eri muodoissa, kokoisina ja tyyppeinä. Vaaka-akseliset ja pystyakseliset tuuliturbiinit (VAWT) ovat yleisimmin saatavilla olevia tyyppejä.

Pystyakselisen tuuliturbiinin (VAWT) toiminta ja komponentit

Pystyakselisen tuuliturbiinin pääkomponentteja ovat laakeri, lapa ja lavan tuki, runko ja akseli.

Toiminta – Tämä turbiini on asennettu moottoriteiden jakajiin. Turbiinin siivet ovat kaarevan muotoisia, jotta ne ottavat talteen tuulen kaksisuuntaiselta tieltä ja käyttävät ajoneuvon nopeutta turbiinin pyörittämiseen. Pystyakselinen tuuliturbiini on kytketty vaihdelaatikkoon hammaspyörillä, jotka ovat suoraan yhteydessä sähkögeneraattoriin. Tuuli pyörittää turbiinia, joka pyörittää vaihdelaatikkoa ja lisää pyörimisnopeutta ennen kuin siirtää ne mekaaniseksi syötteeksi generaattorille. Generaattori muuntaa sitten tämän syötteen sähköenergiaksi, joka varastoidaan ladattavaan akkuun.

Pystyakselisen tuuliturbiinin sovellukset

Seuraavassa on joitain sen sovelluksia.

• Ihanteellinen pienimuotoisia tuulihankkeita ja asuinsovelluksia
• Niitä käytetään kestävyyden vuoksi mieluiten paikoissa, joissa on usein myrskyjä tai voimakkaita tuulia.
• Nämä turbiinit pystyvät tuottamaan sähköä myös epävakaissa sääolosuhteissa, kuten puuskaisissa tuulissa ja turbulenssissa.

Tyyppisiä Pystyakselinen tuuliturbiini (VAWT)

Pystyakselisia tuulivoimaloita on saatavilla kahden tyyppisiä: Darrieus Wind Turbine ja Savonius Wind Turbine.

1. Darrieus-tuuliturbiini

Darrieus-tuuliturbiini nimettiin tunnetun ranskalaisen keksijän Georges Darrieusin mukaan, ja sitä kutsutaan myös munanvatkaimeksi. Turbiinit on varustettu pitkillä, kaarevilla siivillä , jotka on kiinnitetty roottorin akselin ylä- ja alaosaan molemmista päistä. Nostovoiman aerodynaamista voimaa käytetään näiden turbiinien pyörittämiseen.

Tuuliturbiini valjastaa tuulen voiman luomalla imuvaikutuksen sen etupuolelle, jolloin siivet pyörivät. Savoniuksen turbiineilla on alhainen vastus siiven muodon vuoksi. Kun vallankumous alkaa, nämä turbiinit kiihtyvät pyörimään nopeudella, joka ylittää tuulen nopeuden.

2. Savonius-tuuliturbiini

Sen lavat on sijoitettu kierteen muotoon pystysuoran akselin ympärille. Näiden turbiinien pääperiaate on hyödyntää virtausvastusta roottorien aktivoimiseksi. Tämä tarkoittaa, että tuulen dynaaminen voima turbiinin lapoja vasten liikuttaa roottoria. Tuulen vastaanottoalue on yksi tämän turbiinin merkittävimmistä ominaisuuksista. Samanaikaisesti lapojen vastakkainen puoli kohtaa aerodynaamisen vastusvoiman.

Esimerkiksi kun juoksen tai pyöräilemme, tunnemme ilmavirran rynnyksen vastakkaiseen suuntaan, tämä on sama näiden turbiinien kanssa. Vastaavasti, kun tätä sovelletaan näihin tuuliturbiineihin, ne pystyvät pyörimään nopeasti tuulen nopeutta muistuttaen.

Lue tarkemmin kahdesta pystyakselisen tuuliturbiinin tyypistä

VAWT:n edut ja haitat

Pystyakselisen tuuliturbiinin käytöllä on useita etuja:

• Turvallisia, skaalautuvia ja ne voivat tuottaa sähköä mihin tahansa tuulen suuntaan.
• Kustannustehokas, helppo asentaa-käyttöinen ja kannettava.
• Koska vaihdelaatikko, generaattori ja muut osat on sijoitettu maahan, korkeaa tornia ei tarvita.
• Pienemmät terät aiheuttavat vähemmän vaaraa ihmisille ja linnuille.
• Toimii tehokkaasti erilaisissa sääolosuhteissa.
• Voidaan käyttää paikoissa, joissa korkeammat rakenteet ovat rajoitettuja.
• Näiden turbiinien käyttämiseen ei tarvita mekanismeja.
• Taloudelliset, tehokkaat ja hiljaiset energialähteet asuinalueille.

Pystyakseliseen tuuliturbiiniin liittyy useita haittoja.

• HAWT:iden tehokkuus laskee terän vastuksen vuoksi pyörimisen aikana.
• Vaikea pinota torneihin, koska ne on kytketty tukikohtiin, kuten rakennuksiin tai maahan.
• Vähentää pyörimistehoa ja vähentää tuulen nopeutta.
• Komponentit kuluvat ja repeytyvät nopeammin kuin muun tyyppiset tuuliturbiinit.
• Eläimet voivat häiritä pyörimistä avoimilla alueilla.
• Turbulentti virtaus lähellä maata aiheuttaa voimakasta tärinää ja melusaastetta.

Suositus: Aurinkopaneelit vs. tuuliturbiinit - kumpi on parempi?