Vertikale og horisontale vindturbiner: Typer og drift

Un vindturbin Det er en enhet designet for konvertere den kinetiske energien til vinden til elektrisk energi ved å bruke en rotor og en generator. Disse vindturbinene er delt inn i to hovedtyper: vindturbiner med vertikal akse og vindturbiner med horisontal akse. Begge har unike egenskaper og brukes i forskjellige situasjoner avhengig av miljø og installasjonsbehov.

Typer vindturbiner

Det er to hovedkategorier av vindturbiner:

• Vertikal akse vindturbin (VAWT): Den klarer å fange opp vinden fra alle retninger og har lav energiproduksjon, noe som gjør den ideell for steder med lav vindintensitet eller urbane områder hvor reguleringer hindrer installasjon av store konstruksjoner.
• Vindturbin med horisontal akse (HAWT): Det er den mest brukte i store vindparker. Effektiviteten er større og den brukes bedre i områder der vinden er større og mer konstant.

Vertikal akse vindturbin

Vertikale akse vindturbiner, kjent som VAWT, er de der rotoraksen er vertikal i forhold til bakken. En av hovedfordelene deres er at de ikke trenger orienteringsmekanismer for å fange opp vinden, siden de kan operere uavhengig av vindretningen. I tillegg kan den elektriske generatoren plasseres på bakken, noe som gjør vedlikehold enklere.

Disse vindturbinene har en lavere energieffektivitet sammenlignet med de med horisontal akse, men de er fortsatt effektive i områder der vindhastigheten er lav eller skiftende. I tillegg krever de motorisert start da de i de fleste tilfeller ikke kan starte på egen hånd.

Typer av vindturbiner med vertikal akse

Innenfor VAWT er det flere undertyper:

1. Savonius vindturbin

El Savonius Det er en av de enkleste og mest robuste modellene. Den er karakterisert ved å ha to horisontalt forskjøvede halvsirkler, som vinden passerer gjennom, og genererer en rotasjonsbevegelse. Selv om effektiviteten er lav, er den et godt alternativ der det kreves lite vedlikeholdssystemer.

2. Giromill vindturbin

Denne typen vindturbiner har en sett med vertikale kniver koblet til to stenger som utgjør den vertikale aksen. Energikapasiteten varierer mellom 10 og 20 kW, noe som gjør den til et mer effektivt alternativ enn Savonius for små bolig- eller kommersielle installasjoner.

3. Darrieus vindturbin

El darrieus Det er en mer avansert type som er bygd opp av to eller tre bikonvekse blader. Designet gjør at vindturbinen kan utnytte vinden bedre i brede hastighetsområder. Ulempen er imidlertid behovet for en Savonius-rotor eller et annet system for å starte den opp.

Drift av en vertikal akse vindturbin

Driften av VAWT Det er relativt enkelt. Bladene roterer drevet av vindens kraft som beveger seg i forskjellige retninger. Disse vindturbinene er alltid på linje med vinden, slik at de kan fortsette å fungere selv når vindstyrken er lav.

Fordi de er mer kompakte, genererer vindturbiner med vertikal akse mindre kraft sammenlignet med sine horisontale akse-motstykker. Imidlertid er de effektive nok for applikasjoner som f.eks varme opp et hjem, holde lysene på eller til og med lade opp en elbil.

Vindturbiner med horisontal akse

Vindturbiner med horisontal akse er de vanligste, spesielt i store vindparker. Disse vindturbinene har bedre energiytelse på grunn av deres evne til å generere kraft mer effektivt fra høye vindhastigheter.

Komponentene til disse vindturbinene er plassert i en gondol som ligger på toppen av tårnet. Rotoren, som består av tre blader, fanger opp vinden og genererer en rotasjonsbevegelse som multipliseres gjennom en girkasse for å produsere strøm. Denne bevegelsen, generert av vinden, føres til en generator som lager energien som transporteres til nettet.

Hvilken vindturbin er mer effektiv?

den vindturbiner med horisontal akse De er vanligvis mer effektive. Dette er fordi de kan nå høyere rotasjonshastigheter og dra bedre nytte av vinden i større høyder, hvor vindhastigheten er mer konstant og sterkere. I tillegg krever de færre gir for å øke rotasjonshastigheten, noe som gjør det mulig å utnytte vindens kinetiske energi bedre.

Innovasjoner innen vindturbiner

De siste årene har vi sett store innovasjoner innen vindteknologi. En av de mest lovende har vært Vortex bladløse freser, utviklet av et spansk selskap. Denne typen vindturbiner uten bevegelige deler har som mål å redusere vedlikeholdskostnadene og eliminere den visuelle påvirkningen som store tradisjonelle vindturbiner genererer på landskapet.

Et annet ambisiøst prosjekt er Vindtreet. Denne designen bruker 72 bladformede turbiner, arrangert på et mekanisk tre som genererer energi med veldig lett vind. Denne typen struktur vil være ideell for å bli plassert i byer, og gir en fornybar og estetisk tiltalende energikilde.

Historisk og moderne bruk av vindturbiner

Bruk av vindenergi er ikke noe nytt. De første vindmøllene ble brukt til å pumpe vann eller male korn i landlige områder. Det var imidlertid på 70-tallet da Danmark forpliktet seg til storskala vindenergi, noe som tillot dette landet å bli hovedprodusenten av vindteknologi.

I dag har vindturbiner som begynte som små installasjoner på landsbygda viket for gigantiske vindparker som genererer hundrevis av megawatt ren energi til forbruk rundt om i verden. Store selskaper som Siemens y vestas De leder produksjonen av disse teknologiene.

Fremtiden for vindturbiner innebærer store utviklinger når det gjelder effektivitet og kostnad. Det forventes at med installasjon av flytende turbiner Offshore vil havvind spille en enda viktigere rolle i overgangen til fornybar energi.

Takket være utviklingen av denne typen innovasjon har vindenergi sluttet å være en eksperimentell løsning og har blitt en av hovedkildene til fornybar energi globalt.