Vízszintes és függőleges tengelyű szélturbinák összehasonlítása
a szélturbinák mérete és kialakítása változó, ahol a tengely tájolása – vízszintes vagy függőleges-jelenti a fő különbséget. Nyilvánvaló, hogy egy vízszintes tengelyű szélturbinában egy függőleges légcsavar vízszintesen forog a szél felé, míg egy függőleges tengelyen a szélturbina lapátjai függőlegesen a szél felé néző függőleges tengely körül forognak.
az évek során a hasznosítás során világossá vált, hogy a vízszintes tengelyű szélturbinák vagy a Hawtok jól teljesítenek a nyílt területeken, míg a Vawt-k sokkal kevesebb korlátozással rendelkeznek, és így a városi területeken dombtetőkre és háztetőkre is felszerelhetők.
a Vawt és a HAWT általános áttekintése
a HAWTs esetében a szél iránya fontos, mivel a pengék termelékenyebbek, ha a szél derékszögben áramlik. Ezenkívül általában forgáshajtással rendelkeznek, hogy a pengéket a szél irányához igazítsák.
ellenkezőleg, a függőleges tengelyű szélturbina nem annyira függ a szél szögétől, és alacsonyabb szélsebességgel képes működni, mint egy átlagos HAWT. Van azonban néhány vízszintes tengelyű szélturbinák tervek, például a szélturbina által TBHAWT Manufacturing, amelyek képesek elkerülni a hatékonyságvesztést, amelyet úgy terveztek, hogy 8 m/sec vagy annál kisebb szélsebesség mellett is hatékony maradjon.
a függőleges tengelyű szélturbinák függőlegesen vagy merőlegesen állnak a talajra, átalakítva a szelet mind a 360 fok körül. A városi területek tökéletes illeszkedéseként a VAWTs olyan helyeken használható, ahol következetlen szél vagy összetett vidéki területek vannak.
ezen tények ellenére a Vawt-k az alacsonyabb működési sebesség és az azt követő termelékenység miatt kevésbé produktívak, mint a HAWTs, de határozottan tökéletes választás egy nagy turbulenciájú háztartásban.
a 100 kW-nál kisebb villamos energiát előállító Hawtok és Vawt-K kicsinek számítanak, és többnyire helyben használják háztartási célokra. Vannak azonban olyan HAWT-tervek, amelyek több mint 50 kW-os termeléssel rendelkeznek, ami jövedelmezőnek bizonyult a költséghatékonyság és a vevői elérés jó kombinációja miatt.
a kis szélturbinák általában népszerűbbek, mivel kevesebb föld-és beruházási igényük van, mint a nagyoknak. A kis WT-k különösen alkalmasak távoli és hálózaton kívüli területekre, és csatlakoztathatók vagy leválaszthatók a nemzeti elektromos vezetékekhez.
vízszintes tengelyű szélturbina
vízszintes tengelyű szélturbinák a talajjal párhuzamos vízszintes tengelyre irányított lapátokon keresztül hasznosítják a szélenergiát. HAWT merőlegesen néz a szél felé, így a szélturbina lapátjai egy aerodinamikai emelés után forognak.
vízszintes tengelyű WT-K érvényesülnek a szélenergia-piacon, mivel szerkezeti kialakításuk lehetővé teszi, hogy több energiát nyerjenek a pengék teljes forgatásával a következetes széláramlás szempontjából. Ráadásul a vízszintes tengelyű szélturbinák ellenállnak a visszalépésnek, ami szintén előnyös az ilyen típusú energiatermelésben.
a maximális hatékonyság elérése érdekében a vízszintes tengelyű szélturbinákat szélirányban kell elhelyezni. Ha a szél iránya sokoldalú, az energiatermelés hatékonysága időnként jelentősen csökkenhet.
ez a hátrány azonban megszűnik, ha egy vízszintes tengelyű szélturbinafarm egy megfelelően kiválasztott területen helyezkedik el, következetes, azonos irányú széláramlással.
egy kis szélturbinának gyakran van egy széllapátja, amely igazodik a szél irányához, míg a nagy szélturbinák közé tartozik egy ásításmérő, amely korrigálja a szélturbina helyzetét, hogy igazodjon a széláramhoz. A következetes, stabil széláramlás fontos, ha az Üzemeltető költséghatékony megoldást keres.
függőleges tengelyű szélturbina
a függőleges tengelyű szélturbina lapátjai merőlegesen forognak a talajra és a függőleges tengely körül a működéshez húzó-és emelőhatások segítségével. Annak ellenére, hogy a HAWT-hoz képest nem népszerű, a VAWTs bármilyen irányból képes befogadni és feldolgozni a szelet, így tökéletesen illeszkedik a turbulens, ellentmondásos szélű városi és külvárosi területekhez.
a szélturbina hajtóműve és egyes berendezései a talajhoz közelebb helyezhetők el. Ezzel a szélturbina használója jelentősen csökkentheti a karbantartási költségeket, amelyek a kevésbé zajos építkezés mellett nagyobb együttélési feltételeket teremtenek.
a függőleges tengelyű szélturbinák meglehetősen érzékenyek a visszalépésre, mivel a pengék a szélirány mentén forognak, miközben vissza kell menniük a széláramba, mielőtt visszahúzódnának.
a nap végén az új kutatások azt mutatják, hogy a függőleges tengelyű szélturbinák nem sokban különböznek a vízszintes tengelyűektől – a szélturbina hatékonysága nagymértékben függ a terület szélviszonyaitól és a szükséges energiatermelési teljesítménytől.
forgás
forgáskor a HAWT pengék változó tehetetlenségi erő és folyamatosan stabil gravitáció hatását érik el. Ezen hatások miatt a HAWT pengék váltakozó terhelésen mennek keresztül, amely káros a penge fáradtságára.
forgás közben a függőleges tengelyű szélturbina kapott hatásai stabilabbak a tehetetlenségi erő és a gravitációs stabilizáció miatt. Ebben a tekintetben a terhelés rögzített, így a VAWT fáradtsága hosszabb, mint HAWTÉ.
szélsebesség
köztudott, hogy a vízszintes tengelyű szélturbinák nagy teljesítményt mutatnak a megfelelő indítási sebességnek és a következetes széláramlásnak köszönhetően. Meg kell azonban említeni, hogy a szélturbina hatékonysága nagymértékben függ az építési tervezéstől.
ennek az elképzelésnek a alátámasztására a kínai aerodinamikai kutatási és Fejlesztési Központ kísérletet végzett egy kis vízszintes tengelyű szélturbinával, amelynek indítási sebessége körülbelül 5 m/s, maximális fogadott sebessége pedig 5,9 m/s.
a kísérlet bebizonyította, hogy ez az indítási sebesség nem elegendő a szélturbina energiafogyasztásának felülmúlásához, ezért nem kielégítő. Ugyanakkor más, nagyobb szélsebesség-tartományú szélturbinák, mint például a fent említett WTW-55 a tbhawt Manufacturing által, a kereskedelmi felhasználás szempontjából ígéretesebb szélturbina.
a függőleges tengelyű szélturbinák alacsonyabb szélsebességgel indulnak, ami kevésbé produktív teljesítményt eredményez. A költség – ésszerű teljesítmény biztosítása érdekében H-szerkezetű függőleges tengelyű szélturbinákat kell kiválasztani – ebben az esetben az üzemeltetőnek gondoskodnia kell arról, hogy a szárnyszelvény és az optimális beépítési szög pontosan megmaradjon. Ezzel egy H-strukturált szélturbina indul a verhetetlen 2 m/s-nál.
hatékonyság
vízszintes tengelyű szélturbinák érvényesülnek a szélenergia-piacon, mivel sokkal nagyobb hatékonyságuk van a VAWT-hez képest. A sólymok viszont nagy és kis szélturbinákra oszlanak, ahol a nagy WT-knek tágas, nyílt területekre van szükségük, ideális esetben a tengerparthoz való hozzáféréssel, hogy több szélet kapjanak.
a kis szélturbinák kevésbé korlátozottak, és felhasználhatók kis háztartási háztartásokban, valamint közösség vagy város beszerzésére. Bizonyára minden erősen függ a szélerőmű méretétől-minél nagyobb, annál több háztartást szolgálhat fel.
amikor kereskedelmi felhasználásról van szó, a vízszintes tengelyű szélturbinák messze elmaradnak a VAWT-től a Feljavítás és a termelékenység szempontjából. Mivel nagyobb méretű, a HAWT karbantartása többe kerül, ugyanakkor tízszer több villamos energiát termelnek, mint egy átlagos függőleges tengelyű szélturbina.
emlékeztetni kell arra, hogy a függőleges tengelyű szélturbinák észrevehetően nem hatékonyak a nagy sebességű széláramokban, mivel végső soron alacsony indítási nyomatékuk és dinamikus stabilitási problémáik vannak.
mind a vízszintes, mind a függőleges tengelyű szélturbina típusoknak vannak előnyei és hátrányai. Ahhoz, hogy a legtöbbet megszerezze, a fejlesztőnek először el kell döntenie, hogy egy szélturbinát akar-e saját maga beszerezni, vagy a szélenergia bevételszerzésére a szélturbinákat stabil hosszú távú jövedelemgé alakítja.
- szerző
- Legutóbbi hozzászólások
- újrahasznosíthatók a golflabdák? (És Biológiailag Lebomló?)- Március 2, 2021
- Újrahasznosíthatók A Pálcika? (Komposztálhatók vagy biológiailag lebonthatók) – március 2, 2021
- újrahasznosítható-e az Sellotape? Komposztálható vagy biológiailag lebomló?) – March 2, 2021