Függőleges és vízszintes tengelyű szélturbinák: típusok és működés

Un szélturbina Ez egy olyan készülék, amelyre tervezték a szél mozgási energiáját elektromos energiává alakítja át rotor és generátor használatával. Ezeket a szélturbinákat két fő típusra osztják: függőleges tengelyű szélturbinák és vízszintes tengelyű szélturbinák. Mindkettő egyedi jellemzőkkel rendelkezik, és a környezettől és a telepítési igényektől függően különböző helyzetekben alkalmazható.

A szélturbinák típusai

A szélturbináknak két fő kategóriája van:

• Függőleges tengelyű szélturbina (VAWT): Bármilyen irányból képes megfogni a szelet, és alacsony az energiatermelése, ami ideálissá teszi alacsony szélintenzitású helyekre vagy városi területekre, ahol a szabályozások tiltják a nagyméretű építmények beépítését.
• Vízszintes tengelyű szélturbina (HAWT): Leggyakrabban nagy szélerőművekben használják. Hatékonysága nagyobb, és jobban használható olyan területeken, ahol erősebb és állandóbb a szél.

Függőleges tengelyű szélturbina

Függőleges tengelyű szélturbinák, az úgynevezett VAWT, azok, amelyekben a forgórész tengelye függőleges a talajhoz képest. Egyik fő előnyük, hogy nincs szükségük tájékozódási mechanizmusokra a szél rögzítéséhez, mivel a széliránytól függetlenül működnek. Ezenkívül az elektromos generátor a földön is elhelyezhető, ami megkönnyíti a karbantartást.

Ezek a szélturbinák a alacsonyabb energiahatékonyság a vízszintes tengelyűekhez képest, de még mindig hatékonyak olyan területeken, ahol a szél sebessége alacsony vagy változó. Ezenkívül motoros indítást igényelnek, mivel a legtöbb esetben nem tudnak maguktól elindulni.

A függőleges tengelyű szélturbinák típusai

A VAWT-n belül több altípus létezik:

1. Savonius szélturbina

El Savonius Ez az egyik legegyszerűbb és legerősebb modell. Jellemzője, hogy két vízszintesen eltolt félkör van, amelyeken a szél áthalad, forgó mozgást generálva. Annak ellenére, hogy hatékonysága alacsony, jó választás ott, ahol kevés karbantartást igényelnek.

2. Giromill szélturbina

Az ilyen típusú szélturbinák a függőleges pengék készlete két rúdhoz csatlakozik, amelyek a függőleges tengelyt alkotják. Energiakapacitása 10 és 20 kW között változik, így a Savoniusnál hatékonyabb megoldás kis lakossági vagy kereskedelmi létesítményekben.

3. Darrieus szélturbina

El darrieus Ez egy fejlettebb típus, amelyből áll két vagy három bikonvex penge. Kialakítása lehetővé teszi a szélturbina számára, hogy széles sebességtartományban jobban kihasználja a szelet. Hátránya azonban, hogy egy Savonius rotorra vagy más rendszerre van szükség az indításhoz.

Függőleges tengelyű szélturbina működése

A VAWT Viszonylag egyszerű. A pengék a különböző irányokba mozgó szél erejétől hajtva forognak. Ezek a szélturbinák mindig a szélhez igazodva, lehetővé téve számukra, hogy alacsony szélsebesség mellett is tovább működjenek.

Mivel kompaktabbak, a függőleges tengelyű szélturbinák kevesebb energiát termelnek vízszintes tengelyű társaikhoz képest. Azonban elég hatékonyak az olyan alkalmazásokhoz, mint pl fűteni egy otthont, tartsa égve a lámpákat vagy akár elektromos autót tölteni.

Vízszintes tengelyű szélturbinák

Vízszintes tengelyű szélturbinák a leggyakoribbak, különösen nagyban szél Farm. Ezeknek a szélturbináknak jobb az energiateljesítményük, mivel nagy szélsebességből hatékonyabban tudnak energiát termelni.

A szélturbinák alkatrészeit a torony tetején elhelyezett gondolában helyezik el. A három lapátból álló rotor felfogja a szelet, és forgó mozgást generál, amelyet a sebességváltón keresztül megsokszorozva villamos energiát termel. Ez a szél által generált mozgás egy generátorhoz kerül, amely létrehozza a hálózatba szállított energiát.

Melyik szélturbina a hatékonyabb?

sok vízszintes tengelyű szélturbinák Általában hatékonyabbak. Ez azért van, mert elérhetik nagyobb forgási sebesség és jobban kihasználja a szelet nagyobb magasságokban, ahol a szél sebessége állandóbb és erősebb. Ezenkívül kevesebb fokozatra van szükségük a forgási sebesség növeléséhez, ami lehetővé teszi a szél kinetikus energiájának jobb kihasználását.

Innovációk a szélturbinákban

Az elmúlt években nagyszerű újításokat láthattunk a széltechnikában. Az egyik legígéretesebb az volt Vortex lapát nélküli malmok, amelyet egy spanyol cég fejlesztett ki. Az ilyen típusú, mozgó alkatrészek nélküli szélturbinák célja a karbantartási költségek csökkentése és a nagy hagyományos szélturbinák által a tájra gyakorolt ​​vizuális hatás kiküszöbölése.

Egy másik ambiciózus projekt a Szélfa. Ez a kialakítás 72 lapát alakú turbinát használ, amelyek egy mechanikus fára vannak elrendezve, amely nagyon gyenge széllel energiát termel. Ez a fajta építmény ideális lenne városi elhelyezésre, megújuló és esztétikus energiaforrást biztosítva.

A szélturbinák történelmi és modern felhasználása

A szélenergia felhasználása nem újdonság. Az első szélmalmokat víz szivattyúzására vagy gabona őrlésére használták a vidéki területeken. Ez azonban a 70-es években történt Dánia valódi elkötelezettséget vállalt a nagyméretű szélenergia mellett, ami lehetővé tette, hogy az ország a széltechnológia fő gyártójává váljon.

Napjainkban a vidéki területeken kis létesítményként működő szélturbinák helyet adtak óriási szélerőműveknek, amelyek több száz megawatt tiszta energiát termelnek a világ minden táján. A nagy cégek, mint pl Siemens y Vestas Ők vezetik ezen technológiák gyártását.

A szélturbinák jövője jelentős fejlesztéseket igényel a hatékonyság és a költség tekintetében. A telepítéssel várhatóan úszó turbinák A tengeri, tengeri szélenergia még fontosabb szerepet fog játszani a megújuló energiára való átállásban.

Az ilyen típusú innováció fejlődésének köszönhetően a szélenergia megszűnt kísérleti megoldásnak lenni, és világszerte a megújuló energia egyik fő forrásává vált.