Салхин үүсгүүрийн төрлүүд HAWT, VAWT болон дэлгэрэнгүй тайлбарласан

Ихэнх нь салхин сэнс Тус мужийн эргэн тойронд салхин цахилгаан станцууд дээр (эрэг дээрх болон далайн эрэг дээрх аль аль нь) стандарт 3 ирний загвар юм. Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн төрлийн турбинууд байдаг бөгөөд салхины кинетик энергийг ашиглах арга нь огт өөр юм.

Салхин сэнсний үндсэн хоёр төрөл нь хэвтээ тэнхлэг ба босоо тэнхлэг юм. Хэвтээ тэнхлэгт салхин турбин эргэдэг тэнхлэгийг хэвтээ чиглүүлсэн байна. Эдгээр нь ихэвчлэн 3 иртэй бөгөөд салхины эсрэг чиглүүлдэг. Босоо тэнхлэгт салхин турбинууд нь эргэдэг тэнхлэгийг босоо чиглэлд байрлуулж, эсрэг чиглэлд кинетик энергийг ашиглах зориулалттай.

Хэвтээ тэнхлэг ба босоо тэнхлэгийн салхин турбинуудаас гадна турбины өөр давталтуудыг судлах нь зүйтэй.

Салхин сэнсний хамгийн түгээмэл төрөл бол "Хэвтээ тэнхлэгт салхин турбин" юм. Эргэдэг тэнхлэг нь хэвтээ байрлалтай тул үүнийг хэвтээ тэнхлэг гэж нэрлэдэг (доорх диаграмыг харна уу)

Хэвтээ тэнхлэгийн салхин турбинууд нь хамгийн их үр ашигтай ажиллахын тулд шууд салхи руу чиглэх шаардлагатай бөгөөд толгой нь бүхэлдээ салхи руу эргэхээр хийгдсэн байдаг. Салхины чиглэл өөрчлөгдөхийн хэрээр толгой нь салхи руу чиглэхийн тулд эргэх ёстой (эсвэл "эвий").

Хэвтээ тэнхлэгт салхин сэнсийг далайн эрэг дээрх салхин цахилгаан станц болон эрэг дээрх салхин цахилгаан станцын хувьд ихэвчлэн тэгш, задгай газар сонгоход ашигладаг, учир нь салхи шуургагүй газар босоо тэнхлэгийн үүсгүүрээс илүү үр ашигтай ажилладаг.

Хэмжээнд зориулж бүтээсэн

Эрчим хүчний хэмнэлттэй орон сууц эзэмшигчдэд зориулсан жижиг оврын хэвтээ тэнхлэгт салхин сэнснүүд олон байдаг ч тэдний нэг том давуу тал нь үйлдвэрлэхэд маш сайн, маш том барих боломжтой байдаг. Энэ нь тэднийг салхин цахилгаан станцад ашиглах бас нэг шалтгаан юм. 10 МВт-ын хүчин чадалтай таван турбин барихаас 2 мегаваттын (МВт) нэг турбин барьж ашиглалтад оруулах нь зардал багатай.

Дэлхийн хамгийн том салхин турбин (2021 оны зуны байдлаар) нь Vestas V236 турбин бөгөөд 15 мегаватт (МВт) хүчин чадалтай. Түүний ирний роторын диаметр нь 236 м буюу Эрх чөлөөний хөшөөний өндрөөс хоёр дахин өндөр! Түүний ирийг нэг удаа эргүүлэх нь дундаж нэг өрхийг нэг өдрийн турш ажиллуулах хэмжээний цахилгааныг хангах болно.

Босоо тэнхлэгт салхин турбин

Үр ашиг багатай, түгээмэл бус турбин бол "Босоо тэнхлэгийн салхин турбин" юм. Эргэдэг тэнхлэг нь босоо тэнхлэгт дээш чиглэсэн тул үүнийг босоо тэнхлэг гэж нэрлэдэг.

Хэвтээ тэнхлэгт салхин цахилгаан станцуудад бидний харж байгаа том хэмжээний босоо тэнхлэгт турбин барих боломжгүй. Босоо тэнхлэгт баригдсан хамгийн том салхин турбин бол Канадын Квебек хотод 110 метр өндөр, 3.8 МВт-ын хүчин чадалтай “ÉOLE” турбин юм. Гэсэн хэдий ч роторын холхивч нь 1993 онд 880 тонн жинтэй байх ёстой байсан тул бүтэлгүйтсэн. Тэр цагаас хойш үйл ажиллагаа явуулахгүй байсан бөгөөд одоо жуулчдын сонирхлыг татдаг. Нэг холхивч дээр ийм хүнд жинг шууд даахтай холбоотой инженерийн асуудлуудаас болж хэн ч үүнээс том босоо тэнхлэгт турбин барихыг оролдох магадлал багатай юм.

Уян хатан байдалд зориулан бүтээгдсэн

Хэдий жижиг ч гэсэн босоо тэнхлэгт салхин турбинууд хэвтээ тэнхлэгээс илүү байдаг гол давуу тал нь хазайх шаардлагагүй байдаг. Тэд салхины эрчим хүчийг бүх талаас нь байнга цуглуулдаг. Хутга нь хийцтэй учраас салхи хаанаас ч хамаагүй нэг чиглэлд эргэлддэг.

Энэ нь босоо тэнхлэгт салхин сэнсийг хотын дээвэр болон үймээн самуунтай салхины чиглэл байнга өөрчлөгдөж байдаг барилга байгууламжид салхины энергийг илүү сайн шингээж өгдөг.

Босоо тэнхлэгт салхин турбин Хэвтээ тэнхлэгийн турбин нь ижил хүч чадалтай харьцуулахад бага зай эзэлдэг бөгөөд орон зай хязгаарлагдмал газруудад ихэвчлэн сонгогддог.

VAWT-ийн янз бүрийн төрлүүд

Savonius болон Darrieus гэж нэрлэгддэг босоо тэнхлэгт салхин турбины хоёр үндсэн загвар байдаг. Эдгээр загварууд нь салхины энергийг шингээх арга барилаараа эрс ялгаатай.

Savonius VAWTs

Savonius загварын босоо тэнхлэгт салхин турбинууд нь салхины энергийг механик эргэлтийн энерги болгон хувиргахад таталтын зарчмыг ашигладаг. Тэд утгуур шиг ажилладаг бөгөөд турбин руу орж буй салхиг барьж, таталцлыг үүсгэж улмаар түүнийг эргүүлэхэд хүргэдэг (доорх диаграмыг харна уу). Салхи аль талаасаа ирж байгаа нь хамаагүй утгуурын урд болон хойд хэсгийг цохих боловч утгуурын дугуйрсан арын хэсэг нь бага таталтыг бий болгож, улмаар турбиныг эргүүлэх боломжийг олгоно. Гэсэн хэдий ч энэ нь Savonius босоо тэнхлэгийн салхин турбин нь салхины эрчим хүчний хамгийн сайндаа 15% -ийг механик эргэлтийн энерги болгон хувиргаж чадна гэсэн үг юм.

Darrieus VAWTs

Darrieus босоо тэнхлэгийн салхин турбинууд нь салхины энергийг механик эргэлтийн энерги болгон хувиргахдаа өргөх зарчмыг ашигладаг бөгөөд Савониус загварын босоо тэнхлэгт турбинуудаас илүү үр ашигтай байдаг. Darrieus босоо тэнхлэгт салхин турбинууд нь онгоцны далавч шиг хэлбэртэй хөндлөн огтлолтой ирийг ашигладаг. Салхи ирний дээгүүр өнгөрөхөд аэрофайл нөлөө нь өргөлтийг бий болгодог бөгөөд энэ нь турбиныг эргүүлдэг (доорх диаграмыг харна уу).

Darrieus турбины нисэх онгоцны ир нь шулуун, муруй эсвэл мушгиа хэлбэртэй байж болно (доорх диаграмыг үзнэ үү).

Эдгээр нь бүгд Darrieus турбинууд бөгөөд роторын ир нь бүгд ижил өргөлтийг бий болгодог аэрофиль, гэхдээ өөр өөр тохиргоотой.

Шулуун иртэй турбинтай ижил эргэлтийн бүсэд урт агаарын хутгыг байрлуулж, улмаар илүү их салхи авч, үр ашгийг дээшлүүлдэг тул мушгиа хэлбэрийн тохиргоо нь хамгийн сонирхолтой байж магадгүй юм. 

Бусад турбины загварууд

Салхин үүсгүүрүүдийн дийлэнх нь эдгээр хоёр үндсэн ангилалд (босоо тэнхлэг ба хэвтээ тэнхлэг) багтдаг боловч эдгээр хоёр дизайны ердийн тохиргооноос холдсон янз бүрийн туршилтын загварууд байдаг.

Салхины мод

Парисын "New World Wind" компанийн бүтээсэн "Салхины мод" нь Savonius босоо тэнхлэгт салхин сэнс дээр суурилж бүтээгдсэн боловч модны навч шиг байрлуулсан олон жижиг турбинуудыг хотын өнгө үзэмжээр чимэглэсэнээрээ шинэлэг юм. .

Иргүй эргүүлэг

Vortex Bladeless бол салхинаас кинетик энерги гаргаж авахдаа огт өөр аргыг ашигласан Испанийн компани юм. Тэдний “турбин” нь эргэдэггүй тул ердийн турбин шиг огт харагддаггүй.

Vortex Bladeless систем нь өндөр, багана хэлбэртэй шигүү мөхлөгт ашигладаг бөгөөд энэ нь эргүүлэгээр өдөөгдсөн резонансын техникийг ашиглан салхинаас эрчим хүч гаргаж авдаг. Салхи баганын хажуугаар өнгөрөхөд ард нь үймээн самуун үүсгэдэг бөгөөд энэ нь багана нь нааш цааш хэлбэлзэх эсвэл "чичиргээ" үүсгэдэг бөгөөд энэ нь механик энерги нь шугаман генераторыг хөдөлгөж, улмаар цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг.

Тэд эргэдэг иргүй тул нүүдлийн шувууд болон зэрлэг ан амьтдад аюул учруулахгүй.

Тээврийн хэрэгслээр ажилладаг турбинууд

Хэд хэдэн компаниуд хурдны зам, хурдны замын төвийн нөөцөд байрлуулах боломжтой жижиг оврын босоо тэнхлэгт салхин сэнс бүтээж эхэлжээ. Эдгээр турбинуудыг "байгалийн" салхинд хөтлөхөөс илүүтэйгээр өндөр хурдтай өнгөрч буй тээврийн хэрэгслийн байнгын урсгалаас үүдэлтэй үймээн самуун юм. Тиймээс тэдгээр нь ердийн босоо тэнхлэгт салхин турбин хэвээр байгаа хэдий ч тэдний хэрэглэж байгаа нөхцөл байдал нь шинэлэг зүйл юм.

Хөндлөн тэнхлэгт салхин турбин (CAWT)

Хөндлөн тэнхлэгт салхин турбин нь хэвтээ болон босоо тэнхлэгийн турбины ирийг шинэ хөндлөн холболттой тохиргоонд ашигладаг туршилтын босоо тэнхлэгт турбины загвар юм. Гурван босоо ир, зургаан хэвтээ иртэй нь хэвтээ болон босоо чиглэлээс ирж буй салхины энергийг авах боломжтой. Судалгаанаас харахад энэ нь ижил салхины нөхцөлд ердийн босоо тэнхлэгийн турбинаас 2.5 дахин илүү үр ашигтай байсан.

Хөргөх цамхаг дээш өргөх турбин

Энэхүү загвар нь хөргөлтийн цамхгийн оройд байрлах хэвтээ тэнхлэгт байрлах Дарриусын босоо тэнхлэгт салхин турбины шинэ тохиргоог санал болгож байна. Цамхгаас гарч буй яндангийн агаарын урсгалыг агаар мандалд хаяхын оронд турбиныг жолоодоход ашигладаг.