Co to jest turbina wiatrowa osi pionowej?

Zwykle budowane z tylko dwoma lub trzema łopatami turbina wiatrowa pionowa (VAWT) jest rodzajem turbiny wiatrowej, w której główny wał wirnika działa raczej pionowo niż poziomo.Chociaż istnieją różne style tego typu turbin, jedna wersja wygląda podobnie do jaja.Z drugiej strony jego ruch jest podobny do monety obracającej się na krawędzi.

Kiedy większość ludzi słyszy zdanie „turbina wiatrowa”, wizualizują turbinę wiatrową osi poziomej (HAWT).Hawt wygląda bardzo jak śmigło samolotu.Powodem, dla którego ludzie ściśle kojarzą HAWT z koncepcją turbiny wiatrowej, jest po prostu to, że turbina wiatrowa osi pionowej nie jest tak powszechna jak jej poziomy odpowiednik.W rzeczywistości VAWTS na ogół nie są używane do celów komercyjnych i rzadko są podłączone do elektrycznych sieci zasilania.

Oczywiście, pomimo różnic w wyglądzie i wyraźnych sposobach działania, zarówno VAWT, jak i Hawt wytwarzają energię elektryczną poprzez przekształcenie energii wiatru w moment obrotowy za pomocą obrotowego wału.Oznacza to, że wiatr obraca ostrza turbiny wiatrowej wokół wirnika turbin.Z kolei wirnik ten jest podłączony do głównego wału turbin i ten główny wał zasila generator, który generuje energię elektryczną.

Istnieją pewne korzyści związane z konstrukcją turbiny wiatrowej osi pionowej.Generator turbiny i skrzynia biegów można umieścić blisko poziomu gruntu, co ułatwia konserwacja i obniża początkowe koszty budowy.Nie muszą też stawić czoła wiatrowi jak Hawts, co zwiększa ich zdolność do wykorzystania mocy wiatru, a tym samym zwiększa ich ogólną niezawodność.Producenci twierdzą również, że VAWT jest mniej hałaśliwy niż jego odpowiednik HAWT.

Główna wada związana z turbiną wiatrową osi pionowej jest jednak to, że jej wydajność jest zmniejszona, ponieważ prędkości wiatru są niższe w pobliżu ziemi.Ten rodzaj turbiny na ogół nie jest w stanie wytwarzać tak dużej ilości energii elektrycznej, jak konstrukcja HAWT.VAWTS również nie uruchamiają się, co jest przeszkodą w zakresie łączności siatki mocy.Z tych powodów turbina wiatrowa osi pionowej jest często wybierana do instalacji, gdy koszt lub niezawodność jest najważniejszym problemem.Gdy najważniejsze są całkowitą wydajność i wydajność, zwykle stosuje się turbinę wiatrową osi poziomej.

Badania odbywają się na VAWTS w celu zwiększenia wydajności energii i zminimalizowania szumu mechanicznego i aerodynamicznego.Inżynierowie mają nadzieję poprawić ten rodzaj turbiny wiatrowej, aby mogła być ostatecznie szeroko stosowana w krajobrazach miejskich, w których przestrzeń do instalacji farm wiatrowych jest ograniczona.

Z wielu typów projektowania turbiny wiatrowej osi pionowej, dwa najczęściej budowane są turbiny Savonious i Darrieus.Fiński inżynier o imieniu Sigurd J. Savonius wynalazł prostą turbinę typu drag w 1922 roku, a francuski inżynier Georges Jean Marie Darrieus wynalazł jego bardziej praktyczną turbinę typu wind w 1927 roku. Inne typy projektów turbin wiatrowych w pionie obejmują Turby, CicheRevolution, aerotektura, giromill i cykloturbina.

Szczegółowe obliczenia dotyczące aerodynamiki wirnikowej turbiny pionowej są dostępne online.