Różnica między turbiną wiatrową osi poziomej i pionowej

Termin Windmill jest używany w odniesieniu do maszyny napędzanej wiatrem, która szlifuje ziarno. Ale nowoczesne aplikacje maszynowe są bardziej poprawnie nazywane „turbinami wiatrowymi”, ponieważ mogą być używane do różnych aplikacji. Turbiny wiatrowe są najskuteczniejszym sposobem przekształcania energii wiatru w energię elektryczną lub mechaniczną. Turbiny wiatrowe mogą być głównie podzielone na dwie kategorie, zgodnie z konfiguracją obrotowej osi łopatki wirnika: Turbina wiatrowa osi poziomej (HAWT) i turbina wiatrowa osi pionowej (VAWT). Gdy obrotowa oś ostrzy jest równoległa do strumienia wiatru, turbina nazywa się HAWT, a gdy oś obracająca się jest prostopadłe do strumienia wiatru, nazywa. Rodzaje osi poziomej są najpopularniejszymi i powszechnie używanymi komercyjnymi turbinami wiatrowymi. Rzućmy okiem na różnice techniczne między dwiema konfiguracjami.

Turbina wiatrowa osi poziomej (HAWT)

Hawt, skrót od turbiny wiatrowej osi poziomej, jest najczęściej używaną konfiguracją projektową w turbin wiatrowych z wirnikami podobnymi do wirników samolotów. Gdy obrotowa oś ostrzy jest równoległa do strumienia wiatru, turbina nazywana jest turbiną wiatrową osi poziomej (HAWT). Hawt oddaje kinetyczną energię wiatru z wirnikiem typu śmigła, a ich oś obrotowa jest równoległa do kierunku wiatru. Hawts są dostępne w wielu rozmiarach od kilkuset watów do stu kilowatów. Tego rodzaju turbiny wiatrowe są zwykle używane w warunkach odpływowych wiatru, w których dostępny jest stały strumień i kierunek wiatru, aby uchwycić maksymalną energię wiatru. Hawts nie są skuteczne tam, gdzie wiatr jest turbulentny, więc ogólnie znajdują się w obszarach, w których występuje stały przepływ powietrza.

Turbina wiatrowa osi pionowej (VAWT)

Turbina wiatrowa osi pionowej, czyli VAWT, jest prawdopodobnie najstarszym rodzajem wiatraków, w którym oś wału napędowego jest prostopadle do ziemi. Jest to rodzaj wiatraku, w którym główny wał wirnika działa pionowo, w przeciwieństwie do turbiny wiatrowej osi poziomej. Ostrza VAWTS obracają się w odniesieniu do ich pionowych osi, które są prostopadłe do ziemi. Projekty VAWT są czasami luźno klasyfikowane jako wzory podnoszenia lub oporu. Mogą uchwycić wiatr z dowolnego kierunku, a ich ciężkie maszyny są na poziomie gruntu. Ponieważ maszyna jest ustawiona na ziemi, upraszcza konstrukcję i konstrukcję wieży wiatrowej i w konsekwencji zmniejsza koszt turbiny. W przeciwieństwie do HAWTS, VAWT są zwykle używane na obszarach o turbulentnym przepływie wiatru, takimi jak wybrzeże, dachy, patyki miejskie itp.

Różnica między turbiną wiatrową osi poziomej i pionowej

Projekt

- Turbina wiatrowa osi poziomej (HAWT) jest najczęściej stosowaną konfiguracją projektową w turbinach wiatrowych z wirnikami podobnymi do wirników samolotów. W Hawts obrotowa oś ostrzy jest równoległa do kierunku wiatru. Z drugiej strony turbina wiatru pionowego (VAWT) jest prawdopodobnie najstarszym rodzajem wiatraków, w którym oś wału napędowego jest prostopadle do ziemi. Jest to rodzaj wiatraku, w którym główny wał wirnika działa pionowo, w przeciwieństwie do turbiny wiatrowej osi poziomej.

Maszyneria

- Turbiny wiatrowe osi poziomej mają cały wirnik, skrzynię biegów i generator zamontowane u góry wieży, które należy obrócić do kierunku wiatru. Znaczącą zaletą turbiny wiatrowej osi pionowej nad typem osi poziomej jest to, że ten pierwszy może zaakceptować wiatr z dowolnego kierunku, a zatem nie jest potrzebna kontrola odchylenia. W VAWTS generator wiatru, skrzynia biegów i inne główne elementy turbiny można ustawić na ziemi, co upraszcza konstrukcję i konstrukcję wieży wiatrowej, a tym samym zmniejsza koszt turbiny.

Warunki wiatru

- Hawt są ogólnie stosowane w warunkach odpływowych wiatrowych, w których dostępny jest stały strumień i kierunek wiatru, aby uchwycić maksymalną energię wiatru. Hawts nie są skuteczne tam, gdzie wiatr jest turbulentny, więc ogólnie znajdują się w obszarach, w których występuje stały przepływ powietrza. Z drugiej strony Vawts są głównie korzystne na obszarach o turbulentnym przepływie wiatru, takich jak dachy, wybrzeże itp. W przeciwieństwie do HAWTS, VAWTS mogą działać nawet przy niskich prędkościach wiatru i mogą być budowane w miejscach, w których wysokie konstrukcje są zabronione.

Poziome kontra. Turbina wiatrowa osi pionowej: wykres porównawczy

Streszczenie

Zarówno turbiny wiatrowe osi poziomej, jak i pionowej mają mniej więcej taką samą idealną wydajność, ale Hawt są bardziej powszechne. Hawts mają cały wirnik, skrzynia biegów i generator u góry wieży i muszą być obrócone, aby skierować się w kierunku wiatru. Z drugiej strony VAWTS są wszechobecne, co oznacza, że ​​wirnik może zaakceptować strumień wiatru z dowolnego kierunku. Stąd nie jest wymagany mechanizm odchylenia. Ponadto nie wymagają stałej regulacji ani odporności na wiatr prędkości. Ponadto VAWT mają niższą prędkość wiatru startupowego niż Hawts. Ponadto mają stosunkowo niższą sygnaturę hałasu niż HAWT i masywne struktury wieży są rzadziej używane.