Windenergie ist das Erste, was uns in den Sinn kommt, wenn wir über Möglichkeiten sprechen, neue, erneuerbare, saubere Energie zu erzeugen. Große Windparks, die HAWTs (Horizontal Axis Wind Turbines) des Typs wie in Bild 1 gezeigt verwenden, werden zu einem immer wichtigeren Quell der Elektrizitätsproduktion, wobei große horizontal ausgerichtete Einheiten erhebliche Mengen während Spitzenzeiten und durchgehend in Gebieten, wo sie gruppiert werden können, produzieren. In den letzten Jahren sind große H.A.W.T.s (Horizontal Axis Wind Turbines) sehr beliebt geworden, um Strom auf kosteneffiziente Weise an Standorten mit schweren Anwendungen wie mehrfach Megawatt Erdstrombelastungen in der Nähe von bebauten Gebieten oder felsigen Kammern weit über Flüssen, Seen und Seehäfen zu erzeugen. Diese Turbinen bestehen aus einem Rotor und Blättern, die sich um eine zur Erde parallele Achse drehen. Sie werden gebaut, um Winde aus einer bestimmten Richtung einzufangen, und daher funktionieren sie wirklich gut an Orten, wo genügend Wind vorhanden ist. Es gibt viele Vorteile, die HAWTs gegenüber ihren Gegenstücken, den vertikalen Windturbinen (VAWTs), haben, wobei der prominenteste davon ihre Fähigkeit ist, mehr Energie zu produzieren und eine längere Lebensdauer zu haben.
HAWTs sind leistungsfähiger und können sogar bei niedrigen Windgeschwindigkeiten von 4-5 Metern pro Sekunde Elektrizität erzeugen. Im Gegensatz dazu benötigen VAWTs stärkere Winde, um ihre maximale Betriebsgeschwindigkeit zu erreichen, und eignen sich daher nicht ideal für Standorte mit niedrigen oder unregelmäßigen Windgeschwindigkeiten. Darüber hinaus verursachen die senkrecht angeordneten Flügel weniger aerodynamischen Lärm als VAWTs – dies macht HAWTs zur besseren Wahl für Wohngebiete, die durch allgemeine Formen von hörbarem Störfaktor belästigt werden. Auch die Installation und Wartung von HAWTs im Vergleich zu VAWTs ist aufgrund der Klarheit ihres Designs weniger kompliziert.
Der Klimawandel wartet nicht ab, um an unsere Tür zu klopfen, daher wurde die Notwendigkeit nach nachhaltigen Energielösungen dringender als je zuvor. HAWTs werden nun als ein wesentlicher Bestandteil betrachtet, um den Übergang zu erneuerbaren Energien voranzutreiben. Dies liegt zum Teil an den fortlaufenden technologischen Verbesserungen, die dazu geführt haben, dass HAWTs immer effizienter werden, aber es spiegelt auch Veränderungen wider, die in unserer Welt überall stattfinden, während verschiedene Systeme, einschließlich der Energiewirtschaft, sich weiterentwickeln. Tatsächlich ist China nur eines von vielen Ländern, die ehrgeizige Pläne verfolgen, größtenteils oder vollständig auf erneuerbare Energien umzusteigen, und HAWTs werden eine bedeutende Rolle bei der Erreichung dieser Ziele weltweit spielen, darunter in Europa und den Vereinigten Staaten. Darüber hinaus ermöglichen Fortschritte in der Batterietechnologie es nun, windenergiebasierte Elektrizität zu speichern, was HAWTs noch attraktiver macht.
Fortsetzung: Vertikale Windkraftanlagen (VAWTs) in Regionen, in denen die Windrichtung dynamisch ist. Anstatt dass die Flügel um eine horizontale Achse rotieren, wie bei den HAWTs (die eine optimale Windrichtung zum korrekten Funktionieren benötigen), ermöglicht das Spitzen-Geschwindigkeits-Verhältnis bei VAWT-Anlagen Effizienz von jeder Windrichtung. VAWTs sind auch in Situationen geeignet, in denen eine konstante Windgeschwindigkeit vorliegt und die durchschnittliche Type III-Windgeschwindigkeit 5,7 Meter pro Sekunde (20 Kilometer pro Stunde, [6]) beträgt, was einer Kapazität von nicht mehr als 138 Megawatt entspricht, es sei denn, Skalierungsfaktoren erweisen sich als rentabel. Aber selbst dann haben VAWTs ihre eigenen Nachteile, darunter geringere Effizienz, die zu einer geringeren Stromerzeugung führt, Notwendigkeit einer höheren Windgeschwindigkeit für einen effizienten Betrieb und erhöhte Geräuschemissionen.
Die Wahl zwischen der Verwendung von HAWTs oder VAWTs in Wohnanwendungen kann eine schwierige sein. Bevor eine Entscheidung getroffen wird, gibt es mehrere Faktoren wie die Lage des Hauses (Windgeschwindigkeiten), Geräuschaspekte und Energieerzeugungsanforderungen, die berücksichtigt werden müssen. HAWTs sind die übliche Wahl für Gebiete mit hohen Windgeschwindigkeiten, da sie mehr Elektrizität erzeugen können und durchschnittlich längere Lebensdauern haben. Darüber hinaus sind HAWTs aufgrund ihrer relativen Einfachheit bei der Installation und Wartung eine ideale Lösung für den Hausgebrauch. Für Häuser in windigen Gebieten oder in der Nähe von Städten, wo der Wind unvorhersehbar ist und Böen gleichzeitig aus verschiedenen Richtungen kommen könnten, könnte ein VAWT angemessener sein. Aber diese Wahl kommt mit einer spezifischen Liste von Vor- und Nachteilen – weniger Energieerzeugung, potenzieller Lärm.
Zusammengefasst sind die Eigenschaften von HAWTs und VAWTs wie folgt dargestellt. Im Gegensatz zu VAWTs sind HAWTs effizienter, umweltfreundlicher, geräuschloser und einfacher in der Wartung. Insgesamt benötigen sie jedoch eine bestimmte Windrichtung und funktionieren am besten bei starken Winden an ihrem Standort. Im Gegensatz dazu können VAWTs den Wind aus jeder Richtung aufnehmen und sind daher in der Lage, Standorte mit variierenden Windrichtungen zu bewältigen. Trotzdem sind VAWTs ineffizient und erzeugen deutlich weniger Energie, während sie zudem etwas laut sind. Unabhängig davon, ob man sich für eine HAWT oder VAWT entscheidet, hängen diese Details vom Standort ab in Bezug auf Windgeschwindigkeit und Schallpegel, die sich mit der Energieerzeugung verändern.
Zusammengefasst wird Windenergie der Rückgrat für einen erfolgreichen Übergang zu erneuerbaren Energien bilden. Horizonale Windkraftanlagen (HAWTs) auf der einen Seite und vertikale Windkraftanlagen (VAWTS) bieten sehr unterschiedliche Vorteile und Nachteile, sodass die Frage, welche besser oder schlechter sind, von verschiedenen Faktoren abhängt. Wenn auch nichts anderes, so haben wir mit der Entwicklung der Technologie jeden Grund zu glauben, dass Windenergie in den kommenden Jahren ein sehr wichtiges Element unseres sauberen und erneuerbaren Energiepuzzles werden kann.
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