Разлика между хоризонтална и вертикална ос вятърна турбина

Терминът вятърна мелница се използва за обозначаване на вятърната машина, която смила зърно. Но съвременните машинни приложения са по-правилно наречени „вятърни турбини“, защото могат да се използват за различни приложения. Вятърните турбини са най-ефективният начин за преобразуване на вятърната енергия в електрическа или механична енергия. Вятърните турбини могат да бъдат класифицирани главно в две категории според конфигурацията на въртящата се ос на лопатките на ротора: вятърна турбина с хоризонтална ос (HAWT) и вятърна турбина с вертикална ос (VAWT). Когато въртящата се ос на лопатките е успоредна на вятърния поток, турбината се нарича HAWT, а когато въртящата се ос е перпендикулярна на вятърния поток, тя се нарича VAWT. Хоризонталните видове оси са най-популярните и често използвани търговски вятърни турбини. Нека да разгледаме техническите разлики между двете конфигурации.

Вятърна турбина с хоризонтална ос (HAWT)

HAWT, кратко за хоризонтална ос, вятърна турбина, е най-често използваната дизайнерска конфигурация във вятърни турбини с ротори, подобни на тази на роторите на самолети. Когато въртящата се ос на лопатките е успоредна на вятърния поток, турбината се нарича вятърна турбина с хоризонтална ос (HAWT). HAWT улавя кинетичната енергия на вятъра с ротор на витлото и въртящата им ос е успоредна на посоката на вятъра. HAWT се предлагат в много размери, вариращи от няколкостотин вата до сто киловата. Тези видове вятърни турбини обикновено се използват при рационални ветрови условия, при които има постоянен поток и посока на вятъра, за да се улови максималната енергия на вятъра. HAWT не са ефективни, когато вятърът е бурен, така че обикновено са разположени в райони, където има постоянен насочен въздушен поток.

Вятърна турбина с вертикална ос (VAWT)

Вятърната турбина с вертикална ос, или VAWT, вероятно е най-старият тип вятърни мелници, при които оста на задвижващия вал е перпендикулярна на земята. Това е вид вятърна мелница, при която основният вал на ротора работи вертикално, за разлика от вятърната турбина с хоризонтална ос. Остриетата на VAWT се въртят по отношение на техните вертикални оси, които са перпендикулярни на земята. Дизайните на VAWT понякога са слабо категоризирани като дизайни, базирани на повдигане или влачене. Те могат да улавят вятър от всяка посока и тежките им машини са на нивото на земята. Тъй като машината е поставена на земята, тя опростява дизайна и конструкцията на вятърната кула и следователно намалява разходите за турбината. За разлика от HAWT, VAWT обикновено се използват в райони с бурен вятър, като брегови линии, покриви, градски пейзажи и т.н..

Разлика между вятърната турбина с хоризонтална и вертикална ос

Дизайн

- Хоризонталната ос вятърна турбина (HAWT) е най-често използваната дизайнерска конфигурация във вятърни турбини с ротори, подобни на тази на роторите на самолети. При HAWT въртящата се ос на лопатките е успоредна на посоката на вятъра. Вятърната турбина с вертикална ос (VAWT), от друга страна, вероятно е най-старият тип вятърни мелници, при които оста на задвижващия вал е перпендикулярна на земята. Това е вид вятърна мелница, при която основният вал на ротора работи вертикално, за разлика от вятърната турбина с хоризонтална ос.

машини

- Вятърните турбини с хоризонтална ос имат целия ротор, скоростна кутия и генератор, монтирани в горната част на кулата, които трябва да бъдат обърнати в посока на вятъра. Значително предимство на вятърната турбина с вертикална ос над вида хоризонтална ос е, че първата може да приема вятър от всяка посока и по този начин не е необходим контрол на прозявката. В VAWT, вятърният генератор, скоростната кутия и други основни компоненти на турбината могат да бъдат настроени на земята, което опростява дизайна и конструкцията на вятърната кула и съответно намалява цената на турбината.

Вятърни условия

- HAWT обикновено се използват при рационални ветрови условия, при които е налице постоянен поток и посока на вятъра, за да се улови максималната енергия на вятъра. HAWT не са ефективни там, където вятърът е бурен, така че обикновено са разположени в райони, където има постоянен насочен въздушен поток. VAWT, от друга страна, са от полза главно в райони с бурен вятър, като покриви, брегови линии и др. За разлика от HAWT, VAWT могат да работят дори при ниски скорости на вятъра и могат да бъдат изградени на места, където високите конструкции са забранени..

Хоризонтална спрямо вертикална ос Вятърна турбина: Сравнителна диаграма

резюме

Вятърните турбини с хоризонтална и вертикална ос имат приблизително еднаква идеална ефективност, но HAWT са по-често срещани. HAWT имат целия ротор, скоростна кутия и генератор в горната част на кулата и трябва да бъдат обърнати в посока на вятъра. VAWT, от друга страна, са всенасочени, което означава, че роторът може да приема вятър от всяка посока. Следователно, не е необходим механизъм за прозяване. Плюс това, те не изискват постоянна настройка или рационализиране на скоростта на вятъра. Освен това VAWT имат по-ниска скорост на вятъра при стартиране от HAWT. Освен това те имат сравнително по-нисък шум в сравнение с HAWT, а масивните кулови конструкции се използват по-рядко.