Різниця між горизонтальною та вертикальною віссю вітрогенератора

Термін "вітряк" використовується для позначення вітроенергетичної машини, яка перемелює зерно. Але сучасні машинні програми більш правильно називають «вітрогенераторами», оскільки їх можна використовувати для різних застосувань. Вітрогенератори - це найефективніший спосіб перетворення енергії вітру в електричну або механічну енергію. Вітрогенератори в основному можна класифікувати за двома категоріями відповідно до конфігурації осі обертання лопатей ротора: вітрогенератор горизонтальної осі (HAWT) та вітрогенератор вертикальної осі (VAWT). Коли вісь обертів лопатей паралельна вітровому потоку, турбіну називають HAWT, а коли вісь обертання перпендикулярна вітровому потоку, її називають VAWT. Горизонтальні типи осей - це найпопулярніші та розповсюджені комерційні вітрогенератори. Давайте розглянемо технічні відмінності між двома конфігураціями.

Вітрогенератор горизонтальної осі (HAWT)

HAWT, короткий для горизонтальної осі вітрогенератор, є найбільш часто використовуваною конфігурацією конструкції у вітрових турбінах з роторами, подібними до роторів літаків. Коли вісь обертів лопатей паралельна вітровому потоку, турбіну називають вітровою турбіною горизонтальної осі (HAWT). HAWT фіксує кінетичну енергію вітру за допомогою ротора пропелерного типу, а їх вісь обертання паралельна напрямку вітру. HAWT доступні в багатьох розмірах, від кількох сотень ват до ста кіловат. Ці типи вітрогенераторів зазвичай використовуються в умовах раціонального вітру, коли доступний постійний потік і напрямок вітру з метою захоплення максимальної енергії вітру. HAWT не ефективні там, коли вітер бурий, тому вони, як правило, розташовані в районах, де постійний спрямований повітряний потік.

Вітрогенератор з вертикальною віссю (VAWT)

Вітрогенератор з вертикальною віссю, або VAWT, мабуть, найдавніший тип вітряків, у яких вісь приводного валу перпендикулярна до землі. Це тип вітряного млина, де головний вал ротора працює вертикально, на відміну від вітряної турбіни по горизонтальній осі. Лопатки VAWT обертаються відносно їх вертикальних осей, перпендикулярних до землі. Конструкції VAWT іноді вільно класифікуються як конструкції на основі підйому або перетягування. Вони можуть захоплювати вітер з будь-якого напрямку, а їх важка техніка знаходиться на рівні землі. Оскільки техніка встановлена ​​на землі, це спрощує конструкцію та конструкцію вітрової вежі та, як наслідок, зменшує вартість турбіни. На відміну від HAWT, VAWT зазвичай застосовуються в районах з бурхливим вітровим потоком, таких як берегові лінії, дахи, міські пейзажі тощо.

Різниця між горизонтальною і вертикальною віссю турбіни

Дизайн

- Вітряна турбіна з горизонтальною віссю (HAWT) - це найбільш часто застосовувана конструкція конструкцій у вітрових турбінах з роторами, подібними до роторів літаків. У HAWT вісь обертів лопатей паралельна напрямку вітру. З іншого боку, вітрогенератор з вертикальною віссю (VAWT) - це, мабуть, найдавніший тип вітряків, у яких вісь приводного вала перпендикулярна до землі. Це тип вітряного млина, де головний вал ротора працює вертикально, на відміну від вітряної турбіни по горизонтальній осі.

Машини

- Вітряні турбіни по горизонтальній осі мають увесь ротор, коробку передач і генератор, встановлені у верхній частині вежі, які повинні бути повернуті обличчям до напрямку вітру. Вагомою перевагою вітрогенератора вертикальної осі перед горизонтальним типом осі є те, що перший може приймати вітер з будь-якого напрямку та, отже, не потрібно контролювати посіви. У VAWT вітрогенератор, коробка передач та інші основні компоненти турбіни можуть бути встановлені на землі, що спрощує конструкцію та конструкцію вітрової вежі і, отже, зменшує вартість турбіни.

Умови вітру

- HAWT зазвичай використовуються в умовах раціонального вітру, коли доступний постійний потік і напрям вітру з метою захоплення максимальної енергії вітру. HAWT не ефективні там, де вітер бурий, тому вони, як правило, розташовані в районах, де постійний спрямований повітряний потік. З іншого боку, VAWT приносять користь в районах з бурхливим вітровим потоком, таких як дахи, берегові лінії тощо. На відміну від HAWT, VAWT можуть працювати навіть при низькій швидкості вітру, і вони можуть будуватися в місцях, де високі споруди заборонені..

Вітрогенератор горизонтальної проти вертикальної осі: порівняльна діаграма

Підсумок

Вітряні турбіни горизонтальної та вертикальної осі мають приблизно однакову ефективність, але HAWT є більш поширеними. HAWT мають увесь ротор, коробку передач і генератор у верхній частині вежі, і вони повинні бути повернені в напрямку вітру. З іншого боку, VAWT є всенаправленими, що означає, що ротор може приймати потік вітру з будь-якого напрямку. Отже, не потрібен механізм пронизування. Плюс до цього, вони не потребують постійного регулювання чи впорядкування швидкості вітру. Крім того, VAWT мають меншу швидкість вітру при запуску, ніж HAWT. Більше того, вони мають порівняно нижчий рівень шуму, ніж HAWT, а масивні конструкції башти використовуються рідше.