EN
Tipes windturbines HAWT, VAWT en meer verduidelik
Die oorgrote meerderheid van wind turbines wat regoor die land op windplase (beide aan wal en van kus) gesien word, is standaard 3-lemontwerpe. Daar bestaan egter 'n aantal verskillende style/tipes turbines en die manier waarop hulle kinetiese energie van die wind inspan is heel anders.
Die twee hooftipes windturbines is Horisontale-as en Vertikale-as. Horisontale as windturbines het die roterende as horisontaal georiënteer. Hulle het tipies 3-lemme en is ontwerp om na die wind te kyk. Vertikale as windturbines het die roterende as vertikaal in lyn en is ontwerp om kinetiese energie in die teenoorgestelde rigting te benut.
Afgesien van horisontale as en vertikale as windturbines is daar ander herhalings van die turbine wat die moeite werd is om te ondersoek.
Die mees algemene tipe windturbine is die 'horisontale as windturbine'. Dit word na verwys as 'n horisontale as aangesien die roterende as horisontaal lê (sien diagram hieronder)
Die horisontale-as-windturbines moet direk in die wind wys om teen maksimum doeltreffendheid te werk, en die hele kop is ontwerp om te draai om die wind te wys. Soos die wind van rigting verander, moet die kop dus draai (of 'gaai') om te bly wys in die wind.
Horisontale-as-windturbines word gekies vir aflandige windplase en aanlandige windplase waar die land grootliks plat en oop is, omdat hulle doeltreffender werk as vertikale-as-turbines in gebiede waar die wind nie onstuimig is nie.
Gebou vir grootte
Alhoewel daar baie kleinskaalse horisontale as windturbines kommersieel beskikbaar is vir energiebewuste huiseienaars, is een van hul groot voordele dat hulle goed skaal vir vervaardiging en BAIE GROOT gebou kan word. Dit is nog 'n rede waarom hulle vir windplase gebruik word. Dit is baie meer koste-effektief om een 10 megawatt (MW) turbine te bou en te bedryf as vyf 2 MW turbines.
Die grootste windturbine in die wêreld (vanaf die Somer 2021) is die Vestas V236-turbine, met 'n aangewese kraglewering van 15 megawatt (MW). Dit het 'n lem-rotor deursnee van 236m – meer as twee keer die hoogte van die Statue of Liberty! Een enkele rotasie van sy lemme sal genoeg elektrisiteit verskaf om 'n gemiddelde huishouding vir 'n dag te bestuur.
Vertikale as windturbines
'n Minder doeltreffende en minder algemene turbine is die 'Vertikale As Windturbine'. Dit word na verwys as vertikale as aangesien die roterende as vertikaal opwaarts in lyn is.
Dit is nie moontlik om vertikale-as-turbines te bou op die groot skale wat ons in horisontale-as-turbine-windplase sien nie. Die grootste vertikale-as-windturbine wat ooit gebou is, was die 110m hoë, 3.8MW "ÉOLE"-turbine in Quebec, Kanada. Die rotorlager het egter in 1993 gefaal onder die 880 ton gewig wat dit moes dra. Dit is sedertdien nie in werking nie, en is nou 'n nuuskierigheid vir toeriste. Dit is hoogs onwaarskynlik dat iemand sal probeer om 'n vertikale-as-turbine groter as dit te bou as gevolg van die ingenieursprobleme wat verband hou met die direkte ondersteuning van sulke swaar gewigte op 'n enkele laer.
Gebou vir buigsaamheid
Alhoewel kleiner, is die grootste voordeel wat vertikale as windturbines bo horisontale as het dat hulle nie hoef te swaai nie. Hulle versamel deurentyd windenergie uit alle rigtings. As gevolg van die manier waarop die lemme ontwerp is, draai hulle altyd in dieselfde rigting, maak nie saak waar die wind vandaan kom nie.
Dit maak windturbines met vertikale as beter om windenergie op stadsdakke en beboude gebiede op te vang waar onstuimige wind die hele tyd van rigting verander.
Vertikale as windturbines neem minder ruimte op as 'n ekwivalente krag Horisontale as-turbine, en word dikwels gekies vir gebiede waar spasie beperk is.
Verskillende tipes VAWT's
Daar is twee hoofontwerpe van windturbines met vertikale as, genaamd Savonius en Darrieus. Hierdie ontwerpe verskil heelwat in die manier waarop hulle die windenergie opvang.
Savonius VAWTs
Savonius-styl vertikale-as windturbines gebruik die beginsel van sleep om windenergie in meganiese rotasie-energie om te skakel. Hulle werk soos 'n scoop, gevorm om die wind vas te vang wat die turbine binnedring, wat weerstand skep en dit dus dwing om te draai (sien diagram hieronder). Maak nie saak uit watter rigting die wind kom nie, dit sal altyd beide die voor- en agterkant van die skep tref – maar die geronde agterkant van die skep skep minder weerstand, waardeur die turbine kan draai. Dit beteken egter wel dat 'n Savonius vertikale-as windturbine slegs hoogstens 15% van die windenergie in meganiese rotasie-energie kan omskakel.
Darrieus VAWTs
Darrieus vertikale-as windturbines gebruik die beginsel van hysbak om windenergie in meganiese rotasie-energie om te skakel, en is meer doeltreffend as Savonius-styl vertikale-as turbines. Darrieus-windturbines met vertikale as gebruik lemme wat 'n deursnee het wat gevorm is soos die vlerk van 'n vliegtuig. Soos die wind oor die lem beweeg, skep die vleuel-effek hysbak, en dit is wat die turbine roteer (sien diagram hieronder).
Die vleuellemme van 'n Darrieus-turbine kan óf reguit, geboë óf spiraalvormig wees (sien diagram hieronder).
Dit is almal Darrieus-turbines – die rotorlemme is almal dieselfde hysbakskeppende vleuels, maar in verskillende konfigurasies.
Die heliese konfigurasie is miskien die interessantste, aangesien dit toelaat dat 'n langer vleuellem binne dieselfde rotasie-area as 'n reguit-lem-turbine gehou word, en sodoende meer van die wind vasvang en doeltreffendheid verhoog.
Ander turbineontwerpe
Terwyl die meerderheid windturbines onder hierdie twee hoofkategorieë (vertikale as en horisontale as) val, was daar verskeie eksperimentele ontwerpe wat wegbeweeg van die normale konfigurasie van hierdie twee ontwerpe.
Die Windboom
Die 'Wind Tree' gebou deur die Parys-gebaseerde maatskappy New World Wind, is gebaseer op 'n Savonius vertikale as windturbine, maar dit is nuut deurdat dit baie klein turbines gebruik wat gerangskik is om soos blare op 'n boom te lyk om 'n dekoratiewe stedelike kenmerk te maak .
Vortex Bladeless
Vortex Bladeless is 'n Spaanse maatskappy wat 'n heeltemal ander metode gebruik het om kinetiese energie uit die wind te onttrek. Hul “turbine” lyk glad nie soos 'n konvensionele turbine nie, aangesien dit nie draai nie.
Die Vortex Bladeless-stelsel gebruik 'n lang, pilaarvormige mas wat energie uit die wind onttrek deur gebruik te maak van 'n tegniek wat vortex-geïnduseerde resonansie genoem word. Soos die wind die pilaar verbysteek, veroorsaak dit turbulensie daaragter, wat veroorsaak dat die pilaar heen en weer ossilleer of 'vibreer', en dit is hierdie meganiese energie wat 'n lineêre alternator aandryf en sodoende 'n elektriese stroom opwek.
Aangesien hulle geen roterende lemme het nie, hou hierdie styl van windopwekker nie 'n gevaar vir migrerende voëls of wild in nie.
Voertuig-aangedrewe turbines
'n Aantal maatskappye het begin met die ontwikkeling van kleinskaalse vertikale-as-windturbines wat in die sentrale reservaat van snelweë en snelweë geplaas kan word. Eerder as om deur 'natuurlike' wind aangedryf te word, is dit die turbulensie wat veroorsaak word deur die konstante stroom voertuie wat teen hoë spoed verbyry wat hierdie turbines laat draai. Dus, terwyl dit steeds konvensionele vertikale-as windturbines is, is dit die situasie waarop hulle toegepas word wat nuut is.
Dwarsas windturbine (CAWT)
Die dwarsas-windturbine is 'n eksperimentele vertikale-as-turbine-ontwerp wat beide horisontale en vertikale turbinelemme in 'n nuwe kruisgekoppelde konfigurasie gebruik. Met drie vertikale lemme en ses horisontale lemme kan dit windenergie wat uit beide horisontale en vertikale rigtings kom, opvang. Studies het bevind dit was 2.5 keer doeltreffender as 'n konvensionele vertikale-as-turbine in dieselfde windtoestande.
Koeltoring opwaartse turbine
Hierdie ontwerp stel 'n nuwe opset van 'n Darrieus vertikale as windturbine voor, horisontaal georiënteer en geleë aan die bokant van koeltorings. Die opstoot van die uitlaatlugvloei vanaf die toring, eerder as om na die atmosfeer vermors te word, word gebruik om die turbine aan te dryf.
