Что такое вертикально-осевая ветровая турбина (VAWT)?

Вертикальная осевая ветровая турбина обычно используется в домах для производства возобновляемой энергии. Она имеет вертикальный вал ротора с двумя или тремя лопастями, которые движутся вверх и вниз. Генератор находится в нижней части башни, а лопасти — вокруг вала.

Ветротурбины — это устройства, используемые для преобразования энергии ветра в электричество, и они бывают разных форм, размеров и типов. Наиболее распространенными типами являются ветротурбины с горизонтальной осью вращения и ветротурбины с вертикальной осью вращения (VAWT).

Работа и компоненты вертикально-осевой ветровой турбины (VAWT)

К основным компонентам ветротурбины с вертикальной осью вращения относятся подшипник, лопасти и опоры лопастей, рама и вал.

Принцип работы – Эта турбина устанавливается на разделительных полосах автомагистралей. Крылья турбины имеют изогнутую форму, чтобы улавливать ветер с двухполосной дороги и использовать скорость движения транспортного средства для вращения турбины. Ветровая турбина с вертикальной осью вращения соединена с редуктором с шестернями, который напрямую связан с электрогенератором. Ветер вращает турбину, которая вращает редуктор и увеличивает число оборотов, прежде чем передать их генератору в качестве механического входного сигнала. Затем генератор преобразует этот входной сигнал в электрическую энергию, которая накапливается в перезаряжаемой батарее.

Применение ветряной турбины с вертикальной осью вращения

Ниже приведены некоторые из его применений.

• Идеально для Маломасштабные ветровые проекты и жилые помещения
• Из-за своей долговечности их предпочтительно использовать в местах с частыми штормами или сильными ветрами.
• Эти турбины способны вырабатывать электроэнергию даже в нестабильных погодных условиях, таких как порывистый ветер и турбулентность.

Виды Ветряная турбина с вертикальной осью вращения (VAWT)

Существуют два типа ветровых турбин с вертикальной осью вращения: ветряная турбина Дарье и ветряная турбина Савониуса.

1. Ветряная турбина Дарье

Ветряная турбина Дарье получила свое название в честь известного французского изобретателя Жоржа Дарье, и ее также называют «венчиком для яиц». Турбины оснащены длинными изогнутыми крыльями , которые соединены с верхней и нижней частью вала ротора с каждого конца. Аэродинамическая сила подъемной силы используется для вращения этих турбин.

Ветряная турбина использует силу ветра, создавая эффект всасывания на передней поверхности, заставляя крылья вращаться. Турбины Савониуса имеют низкое сопротивление из-за формы крыла. После начала вращения эти турбины будут ускоряться, чтобы вращаться со скоростью, превышающей скорость ветра.

2. Ветряная турбина Савониуса

Лопасти расположены в виде спирали вокруг вертикального вала. Основной принцип работы этих турбин заключается в использовании сопротивления потоку для приведения роторов в движение. Это означает, что динамическая сила ветра, воздействующая на лопасти турбины, приводит ротор в движение. Одной из наиболее примечательных характеристик этой турбины является сплошная ветроприёмная поверхность. Одновременно с этим, обратная сторона лопастей испытывает силу аэродинамического сопротивления.

Например, когда мы бежим или едем на велосипеде, мы чувствуем напор воздушного потока в противоположном направлении, то же самое и с этими турбинами. Аналогично, когда это применяется к этим ветряным турбинам, они способны быстро вращаться, напоминая скорость ветра.

Подробнее о двух типах ветротурбин с вертикальной осью вращения можно прочитать здесь.

Преимущества и недостатки VAWT

Использование ветряной турбины с вертикальной осью вращения имеет ряд преимуществ:

• Они безопасны, масштабируемы и могут вырабатывать электроэнергию при любом направлении ветра.
• Экономически эффективный, простой в установке и эксплуатации, портативный.
• Поскольку коробка передач, генератор и другие детали размещаются на земле, нет необходимости в высокой вышке.
• Меньшее количество лопастей представляет меньшую опасность для людей и птиц.
• Эффективно работает в различных погодных условиях.
• Может использоваться там, где возведение более высоких конструкций ограничено.
• Для работы этих турбин не требуется никаких механизмов.
• Экономичные, эффективные и тихие источники энергии для жилых районов города.

Ветротурбины с вертикальной осью вращения имеют ряд недостатков.

• Эффективность HAWT снижается из-за сопротивления лопастей во время вращения.
• Трудно устанавливать на башнях из-за присоединения к основаниям, таким как здания или земля.
• Снижение эффективности вращения и уменьшение скорости ветра.
• Компоненты подвержены износу быстрее, чем другие типы ветряных турбин.
• Животные могут нарушать вращение на открытых участках.
• Турбулентный поток вблизи земли создает сильные вибрации и шумовое загрязнение.

Рекомендуем: Солнечные панели против ветряных турбин — что лучше?