Vetroturbine vertikalne i horizontalne ose: vrste i rad

Un vjetroturbina To je uređaj dizajniran za pretvaraju kinetičku energiju vjetra u električnu energiju pomoću rotora i generatora. Ove turbine na vjetar dijele se u dvije glavne vrste: vjetroturbine s vertikalnom osi i vjetroturbine s vodoravnom osi. Oba imaju jedinstvene karakteristike i primjenjuju se u različitim situacijama ovisno o okruženju i potrebama instalacije.

Vrste vjetroagregata

Postoje dvije glavne kategorije vjetroturbina:

• Vjetroturbina s vertikalnom osovinom (VAWT): Uspijeva da uhvati vjetar iz bilo kojeg smjera i ima nizak nivo proizvodnje energije, što ga čini idealnim za mjesta sa slabim intenzitetom vjetra ili urbana područja gdje propisi sprječavaju postavljanje velikih objekata.
• Vjetroturbina s horizontalnom osovinom (HAWT): Najviše se koristi u velikim vjetroelektranama. Njegova efikasnost je veća i bolje se koristi u područjima gdje je vjetar jači i konstantniji.

Vetroturbina sa vertikalnom osovinom

Vetroturbine vertikalne ose, poznate kao VAWT, su oni kod kojih je osa rotora okomita u odnosu na tlo. Jedna od njihovih glavnih prednosti je da im nisu potrebni orijentacijski mehanizmi za hvatanje vjetra, jer mogu raditi neovisno o smjeru vjetra. Osim toga, električni generator može biti smješten na tlu, što olakšava održavanje.

Ove turbine na vjetar imaju a niža energetska efikasnost u poređenju sa onima s horizontalnom osom, ali su i dalje efikasne u područjima gdje je brzina vjetra niska ili se mijenja. Osim toga, zahtijevaju motorizirano pokretanje jer se u većini slučajeva ne mogu pokrenuti sami.

Vrste vjetroagregata vertikalne ose

Unutar VAWT-a postoji nekoliko podtipova:

1. Savonius vjetroturbina

El Savonius To je jedan od najjednostavnijih i najsnažnijih modela. Karakterizira ga dva horizontalno pomaknuta polukruga, kroz koja prolazi vjetar, stvarajući rotacijsko kretanje. Iako je njegova efikasnost niska, dobra je opcija tamo gdje su potrebni sistemi za nisko održavanje.

2. Giromill vjetroturbina

Ova vrsta vjetroturbina ima a set vertikalnih lopatica spojen na dvije šipke koje čine vertikalnu os. Njegov energetski kapacitet varira između 10 i 20 kW, što ga čini efikasnijom opcijom od Savoniusa za male stambene ili poslovne instalacije.

3. Darrieus vjetroturbina

El darrieus To je napredniji tip koji se sastoji od dvije ili tri bikonveksne oštrice. Njegov dizajn omogućava vjetroturbini da bolje iskoristi vjetar u širokom rasponu brzina. Međutim, njegov nedostatak je potreba za Savonius rotorom ili drugim sistemom za pokretanje.

Rad vjetroturbine vertikalne ose

Operacija VAWT To je relativno jednostavno. Lopatice se rotiraju pod utjecajem sile vjetra koji se kreće u različitim smjerovima. Ove turbine na vetar jesu uvek u skladu sa vetrom, omogućavajući im da nastave sa radom čak i kada je brzina vjetra mala.

Budući da su kompaktnije, vjetroturbine s vertikalnom osom generiraju manje energije u poređenju sa svojim kolegama s horizontalnom osom. Međutim, oni su dovoljno efikasni za aplikacije kao što su grijati dom, držati upaljena svjetla ili čak napuniti električni automobil.

Vetroturbine sa horizontalnom osovinom

Vetroturbine sa horizontalnom osovinom su najčešći, posebno u velikim vjetroelektrane. Ove turbine na vjetar imaju bolje energetske performanse zbog svoje sposobnosti da efikasnije generiraju energiju pri velikim brzinama vjetra.

Komponente ovih vjetroturbina smještene su u gondolu koja se nalazi na vrhu tornja. Rotor, koji se sastoji od tri lopatice, hvata vjetar i stvara rotacijski pokret koji se umnožava kroz mjenjač za proizvodnju električne energije. Ovo kretanje, koje stvara vjetar, prenosi se do generatora koji stvara energiju koja se prenosi u mrežu.

Koja je vjetroturbina efikasnija?

u vjetroturbine s vodoravnom osi Obično su efikasniji. To je zato što mogu doći veće brzine rotacije i bolje iskoristiti vjetar na većim visinama, gdje je brzina vjetra konstantnija i jača. Osim toga, zahtijevaju manje zupčanika za povećanje brzine rotacije, što omogućava bolje iskorištavanje kinetičke energije vjetra.

Inovacije u vjetroturbinama

Posljednjih godina vidjeli smo velike inovacije u tehnologiji vjetra. Jedan od najperspektivnijih je bio Vrtložni mlinovi bez sečiva, koju je razvila španska kompanija. Ova vrsta vjetroturbina bez pokretnih dijelova ima za cilj smanjenje troškova održavanja i eliminaciju vizualnog utjecaja koji velike tradicionalne vjetroturbine stvaraju na krajolik.

Još jedan ambiciozan projekat je Drvo vjetra. Ovaj dizajn koristi 72 turbine u obliku lopatice, raspoređene na mehaničkom drvetu koje stvara energiju uz vrlo lagani vjetar. Ovakav tip građevine bio bi idealan za lociranje u gradovima, pružajući obnovljiv i estetski ugodan izvor energije.

Istorijsko i moderno korištenje vjetroturbina

Upotreba energije vjetra nije ništa novo. Prve vjetrenjače su korištene za pumpanje vode ili mljevenje žitarica u ruralnim područjima. Međutim, bilo je to 70-ih godina kada Danska se istinski posvetio velikoj energiji vjetra, što je ovoj zemlji omogućilo da postane glavni proizvođač vjetrotehnike.

Danas su vjetroturbine koje su započele kao male instalacije u ruralnim područjima ustupile mjesto divovskim vjetroelektranama koje proizvode stotine megavata čiste energije za potrošnju širom svijeta. Velike kompanije poput siemens y vestas Oni predvode proizvodnju ovih tehnologija.

Budućnost vjetroturbina uključuje veliki napredak u smislu efikasnosti i troškova. Očekuje se da će uz ugradnju plutajuće turbine Offshore, offshore vjetar će igrati još važniju ulogu u prelasku na obnovljivu energiju.

Zahvaljujući razvoju ove vrste inovacija, energija vjetra je prestala biti eksperimentalno rješenje i postala je jedan od glavnih izvora obnovljive energije u svijetu.