Vertikālās un horizontālās ass vēja turbīnas: veidi un darbība

Un vēja turbīna Tā ir ierīce, kas paredzēta pārvērst vēja kinētisko enerģiju elektroenerģijā izmantojot rotoru un ģeneratoru. Šīs vēja turbīnas ir sadalītas divos galvenajos veidos: vertikālās ass vēja turbīnas un horizontālās ass vēja turbīnas. Abiem ir unikālas īpašības, un tos izmanto dažādās situācijās atkarībā no vides un uzstādīšanas vajadzībām.

Vēja turbīnu veidi

Ir divas galvenās vēja turbīnu kategorijas:

• Vertikālās ass vēja turbīna (VAWT): Tas spēj uztvert vēju no jebkura virziena, un tam ir zems enerģijas ražošanas līmenis, kas padara to ideāli piemērotu vietām ar zemu vēja intensitāti vai pilsētu teritorijās, kur noteikumi neļauj uzstādīt lielas konstrukcijas.
• Horizontālās ass vēja turbīna (HAWT): Tas ir visvairāk izmantots lielajos vēja parkos. Tā efektivitāte ir lielāka, un to labāk izmantot vietās, kur vējš ir lielāks un pastāvīgāks.

Vertikālās ass vēja turbīna

Vertikālās ass vēja turbīnas, kas pazīstamas kā VAWT, ir tie, kuros rotora ass ir vertikāla attiecībā pret zemi. Viena no to galvenajām priekšrocībām ir tā, ka tiem nav nepieciešami orientācijas mehānismi vēja uztveršanai, jo tie var darboties neatkarīgi no vēja virziena. Turklāt elektrisko ģeneratoru var novietot uz zemes, tādējādi atvieglojot apkopi.

Šīm vēja turbīnām ir a zemāka energoefektivitāte salīdzinot ar tiem, kuriem ir horizontāla asi, bet tie joprojām ir efektīvi vietās, kur vēja ātrums ir mazs vai mainās. Turklāt tiem ir nepieciešama motorizēta iedarbināšana, jo vairumā gadījumu tie nevar iedarbināt paši.

Vertikālās ass vēja turbīnu veidi

VAWT ir vairāki apakštipi:

1. Savonius vēja turbīna

El Savonijs Tas ir viens no vienkāršākajiem un izturīgākajiem modeļiem. To raksturo divi horizontāli pārvietoti pusloki, caur kuriem vējš iet cauri, radot rotācijas kustību. Lai gan tā efektivitāte ir zema, tā ir laba izvēle, ja nepieciešamas zemas apkopes sistēmas.

2. Giromill vēja turbīna

Šāda veida vēja turbīnām ir a vertikālo asmeņu komplekts savienots ar diviem stieņiem, kas veido vertikālo asi. Tā enerģijas jauda svārstās no 10 līdz 20 kW, padarot to par efektīvāku iespēju nekā Savonius mazām dzīvojamām vai komerciālām iekārtām.

3. Darrieusa vēja turbīna

El Darrijs Tas ir progresīvāks veids, kas sastāv no divi vai trīs abpusēji izliekti asmeņi. Tā konstrukcija ļauj vēja turbīnai labāk izmantot vēju plašos ātruma diapazonos. Tomēr tā trūkums ir nepieciešamība pēc Savonius rotora vai citas sistēmas palaišanai.

Vertikālās ass vēja turbīnas darbība

Sistēmas darbība VAWT Tas ir salīdzinoši vienkārši. Asmeņi griežas, virzot vēja spēku, kas kustas dažādos virzienos. Šīs vēja turbīnas ir vienmēr saskaņots ar vēju, ļaujot tiem turpināt darboties pat tad, ja vēja ātrums ir mazs.

Tā kā vertikālās ass vēja turbīnas ir kompaktākas, tās rada mazāk enerģijas nekā to horizontālās ass līdzinieki. Tomēr tie ir pietiekami efektīvi tādām lietojumprogrammām kā sildīt māju, turiet ieslēgtas gaismas vai pat uzlādēt elektromobili.

Horizontālās ass vēja turbīnas

Horizontālās ass vēja turbīnas ir visizplatītākie, īpaši lielos vēja ģeneratori. Šīm vēja turbīnām ir labāka energoefektivitāte, jo tās spēj efektīvāk ražot enerģiju no liela vēja ātruma.

Šo vēja turbīnu sastāvdaļas ir novietotas gondolā, kas atrodas torņa augšpusē. Rotors, kas sastāv no trim lāpstiņām, uztver vēju un rada rotācijas kustību, kas tiek reizināta caur pārnesumkārbu, lai ražotu elektrību. Šī kustība, ko rada vējš, tiek pārnesta uz ģeneratoru, kas rada enerģiju, kas tiek transportēta uz tīklu.

Kura vēja turbīna ir efektīvāka?

L horizontālās ass vēja turbīnas Tie parasti ir efektīvāki. Tas ir tāpēc, ka viņi var sasniegt lielāks rotācijas ātrums un labāk izmantot vēja priekšrocības lielākos augstumos, kur vēja ātrums ir nemainīgāks un spēcīgāks. Turklāt tiem nepieciešams mazāk pārnesumu, lai palielinātu griešanās ātrumu, kas ļauj labāk izmantot vēja kinētisko enerģiju.

Inovācijas vēja turbīnās

Pēdējos gados esam redzējuši lieliskas inovācijas vēja tehnoloģijās. Viens no daudzsološākajiem ir bijis Vortex bezasmeņu dzirnavas, ko izstrādājis Spānijas uzņēmums. Šāda veida vēja turbīnu bez kustīgām daļām mērķis ir samazināt uzturēšanas izmaksas un novērst vizuālo ietekmi, ko lielas tradicionālās vēja turbīnas rada ainavā.

Vēl viens vērienīgs projekts ir Vēja koks. Šajā dizainā izmantotas 72 lāpstiņas formas turbīnas, kas izvietotas uz mehāniska koka, kas ģenerē enerģiju ar ļoti vieglu vēju. Šāda veida konstrukcijas būtu ideāli piemērotas izvietošanai pilsētās, nodrošinot atjaunojamu un estētiski pievilcīgu enerģijas avotu.

Vēsturiska un mūsdienīga vēja turbīnu izmantošana

Vēja enerģijas izmantošana nav nekas jauns. Lauku apvidos pirmās vējdzirnavas tika izmantotas ūdens sūknēšanai vai graudu malšanai. Tomēr tas bija 70. gados, kad Dinamarca uzņēmās patiesas saistības liela mēroga vēja enerģijas jomā, kas ļāva šai valstij kļūt par galveno vēja tehnoloģiju ražotāju.

Mūsdienās vēja turbīnas, kas sākās kā mazas iekārtas lauku apvidos, ir kļuvušas par milzīgām vēja parkiem, kas ģenerē simtiem megavatu tīras enerģijas patēriņam visā pasaulē. Lieliem uzņēmumiem patīk Siemens y Vestes Viņi vada šo tehnoloģiju ražošanu.

Vēja turbīnu nākotne ietver lielus uzlabojumus efektivitātes un izmaksu ziņā. Paredzams, ka, uzstādot peldošās turbīnas Vēl svarīgāka loma pārejā uz atjaunojamo enerģiju būs jūras, jūras vēja ģeneratoriem.

Pateicoties šāda veida inovāciju attīstībai, vēja enerģija vairs nav eksperimentāls risinājums un kļuvusi par vienu no galvenajiem atjaunojamās enerģijas avotiem visā pasaulē.