Vetrne turbine z navpično in vodoravno osjo: vrste in delovanje

Un Vetrna turbina Gre za napravo, ki je namenjena pretvarjati kinetično energijo vetra v električno energijo z uporabo rotorja in generatorja. Te vetrne turbine so razdeljene na dve glavni vrsti: vetrne turbine z navpično osjo in vetrnice z vodoravno osjo. Oba imata edinstvene lastnosti in se uporabljata v različnih situacijah, odvisno od okolja in potreb po namestitvi.

Vrste vetrnih turbin

Obstajata dve glavni kategoriji vetrnih turbin:

• Vetrna turbina z navpično osjo (VAWT): Ujame veter iz katere koli smeri in ima nizko stopnjo proizvodnje energije, zaradi česar je idealen za kraje z nizko intenzivnostjo vetra ali urbana območja, kjer predpisi prepovedujejo postavitev velikih struktur.
• Vetrna turbina z vodoravno osjo (HAWT): Najpogosteje se uporablja v velikih vetrnih elektrarnah. Njegova učinkovitost je večja in se bolje uporablja na območjih, kjer je veter močnejši in bolj konstanten.

Vetrna turbina z navpično osjo

Vetrne turbine z navpično osjo, znane kot VAWT, so tiste, pri katerih je os rotorja navpična glede na tla. Ena od njihovih glavnih prednosti je, da ne potrebujejo orientacijskih mehanizmov za zajemanje vetra, saj lahko delujejo neodvisno od smeri vetra. Poleg tega lahko električni generator postavite na tla, kar olajša vzdrževanje.

Te vetrne turbine imajo a manjša energetska učinkovitost v primerjavi s tistimi z vodoravno osjo, vendar so še vedno učinkoviti na območjih, kjer je hitrost vetra majhna ali se spreminja. Poleg tega potrebujejo motoriziran zagon, saj v večini primerov ne morejo zagnati sami.

Vrste vetrnih turbin z navpično osjo

Znotraj VAWT je več podvrst:

1. Vetrna turbina Savonius

El Savonius Je eden najpreprostejših in najbolj robustnih modelov. Zanj je značilno, da ima dva vodoravno zamaknjena polkroga, skozi katera prehaja veter, ki ustvarja rotacijsko gibanje. Čeprav je njegova učinkovitost nizka, je dobra možnost, kjer so potrebni sistemi z malo vzdrževanja.

2. Vetrna turbina Giromill

Ta tip vetrne turbine ima a komplet navpičnih rezil povezana z dvema palicama, ki tvorita navpično os. Njegova energetska zmogljivost se giblje med 10 in 20 kW, zaradi česar je učinkovitejša možnost kot Savonius za majhne stanovanjske ali poslovne instalacije.

3. Darrieusova vetrna turbina

El darrieus Je naprednejša vrsta, ki jo sestavljajo dve ali tri bikonveksne lopatice. Njegova zasnova omogoča, da vetrna turbina bolje izkorišča veter v širokem razponu hitrosti. Vendar pa je njegova pomanjkljivost potreba po rotorju Savonius ali drugem sistemu za zagon.

Delovanje vetrne turbine z navpično osjo

Delovanje VAWT Je razmeroma preprosto. Lopatice se vrtijo, ki jih poganja sila vetra, ki se giblje v različnih smereh. Te vetrne turbine so vedno v skladu z vetrom, kar jim omogoča nadaljevanje delovanja tudi pri nizki hitrosti vetra.

Ker so bolj kompaktne, vetrne turbine z navpično osjo proizvedejo manj energije v primerjavi s svojimi vetrnimi turbinami z vodoravno osjo. So pa dovolj učinkoviti za aplikacije kot npr ogrevati dom, pusti luči prižgane ali celo napolnite električni avtomobil.

Vetrne turbine z vodoravno osjo

Vetrne turbine z vodoravno osjo so najpogostejši, zlasti v velikih vetrne farme. Te vetrne turbine imajo boljšo energetsko učinkovitost zaradi svoje zmožnosti učinkovitejšega ustvarjanja energije iz visokih hitrosti vetra.

Sestavni deli teh vetrnih turbin so nameščeni v gondoli, ki se nahaja na vrhu stolpa. Rotor, ki je sestavljen iz treh lopatic, zajema veter in ustvarja rotacijsko gibanje, ki se pomnoži z menjalnikom za proizvodnjo električne energije. To gibanje, ki ga ustvarja veter, se prenaša v generator, ki ustvarja energijo, ki se prenaša v omrežje.

Katera vetrna turbina je bolj učinkovita?

P vetrnice z vodoravno osjo Ponavadi so bolj učinkoviti. To je zato, ker lahko dosežejo višje hitrosti vrtenja in bolje izkoristite veter na višjih nadmorskih višinah, kjer je hitrost vetra bolj konstantna in močnejša. Poleg tega potrebujejo manj prestav za povečanje hitrosti vrtenja, kar omogoča boljši izkoristek kinetične energije vetra.

Inovacije v vetrnih turbinah

V zadnjih letih smo bili priča velikim inovacijam v vetrni tehnologiji. Ena najbolj obetavnih je bila Vortex mlini brez rezil, ki ga je razvilo špansko podjetje. Namen te vrste vetrnih turbin brez gibljivih delov je zmanjšati stroške vzdrževanja in odpraviti vizualni vpliv, ki ga velike tradicionalne vetrne turbine ustvarjajo na pokrajino.

Drug ambiciozen projekt je Drevo vetra. Ta zasnova uporablja 72 turbin v obliki rezila, razporejenih na mehanskem drevesu, ki ustvarja energijo z zelo rahlim vetrom. Ta vrsta strukture bi bila idealna za namestitev v mestih, saj bi zagotavljala obnovljiv in estetsko prijeten vir energije.

Zgodovinska in sodobna uporaba vetrnih turbin

Uporaba vetrne energije ni nič novega. Prve mline na veter so na podeželju uporabljali za črpanje vode ali mletje žita. Vendar je bilo v 70. letih, ko Danska resnično zavezala obsežni vetrni energiji, kar je tej državi omogočilo, da postane glavni proizvajalec vetrne tehnologije.

Danes so vetrne turbine, ki so se začele kot majhne naprave na podeželju, umaknile velikanskim vetrnim elektrarnam, ki proizvajajo na stotine megavatov čiste energije za porabo po vsem svetu. Velika podjetja kot Siemens y vestas Vodijo proizvodnjo teh tehnologij.

Prihodnost vetrnih turbin vključuje velik razvoj v smislu učinkovitosti in stroškov. Pričakuje se, da z namestitvijo plavajoče turbine Veter na morju bo imel še pomembnejšo vlogo pri prehodu na obnovljivo energijo.

Zahvaljujoč razvoju tovrstnih inovacij vetrna energija ni več eksperimentalna rešitev in je postala eden glavnih virov obnovljive energije na svetovni ravni.