Mga Uri ng Wind Turbines HAWT, VAWT at Higit Pa Ipinaliwanag

Ang karamihan ng wind turbines makikita sa paligid ng county sa mga wind farm (parehong nasa baybayin at malayo sa pampang) ay karaniwang 3 blade na disenyo. Gayunpaman, maraming iba't ibang mga estilo/uri ng mga turbine ang umiiral at ang paraan kung saan ginagamit nila ang kinetic energy mula sa hangin ay medyo naiiba.

Ang dalawang pangunahing uri ng wind turbines ay Horizontal-axis at Vertical-axis. Horizontal axis wind turbines gawing pahalang ang umiikot na axis. Karaniwang nagtatampok ang mga ito ng 3-blades at idinisenyo upang harapin ang hangin. Ang vertical axis wind turbines ay may umiikot na axis na nakahanay patayo at idinisenyo upang gamitin ang kinetic energy sa tapat na direksyon.

Bukod sa horizontal axis at vertical axis wind turbine mayroong iba pang mga pag-ulit ng turbine na nagkakahalaga ng paggalugad.

Ang pinakakaraniwang uri ng wind turbine ay ang 'Horizontal Axis Wind Turbine' . Ito ay tinutukoy bilang isang pahalang na axis dahil ang umiikot na axis ay nakahiga nang pahalang (tingnan ang diagram, sa ibaba)

Ang horizontal axis wind turbines ay kailangang direktang tumuro sa hangin upang gumana sa pinakamataas na kahusayan, at ang buong ulo ay idinisenyo upang lumiko upang harapin ang hangin. Habang nagbabago ang direksyon ng hangin, dapat lumiko ang ulo (o 'yaw') upang manatiling nakaturo sa hangin.

Ang mga horizontal axis wind turbine ay pinili para sa off-shore wind farms at on-shore wind farms kung saan ang lupa ay higit na patag at bukas, dahil gumagana ang mga ito nang mas mahusay kaysa sa vertical axis turbines sa mga lugar kung saan ang hangin ay hindi magulo.

Binuo para sa Sukat

Bagama't maraming maliliit na horizontal axis wind turbine na komersyal na magagamit para sa mga may-ari ng bahay na may kamalayan sa enerhiya, ang isa sa kanilang malaking bentahe ay ang pag-scale ng mga ito nang maayos para sa paggawa at maaaring itayo ng NAPAKALAKI. Ito ay isa pang dahilan kung bakit ginagamit ang mga ito para sa mga wind farm. Ito ay mas mabisa sa gastos upang bumuo at magpatakbo ng isang 10 megawatt (MW) turbine kaysa sa limang 2 MW turbine.

Ang pinakamalaking wind turbine sa mundo (sa Summer 2021) ay ang Vestas V236 turbine, na may rated power output na 15 megawatts (MW). Mayroon itong blade rotor diameter na 236m - higit sa dalawang beses ang taas ng Statue of Liberty! Ang isang solong pag-ikot ng mga blades nito ay magbibigay ng sapat na kuryente upang patakbuhin ang isang karaniwang sambahayan sa loob ng isang araw.

Vertical Axis Wind Turbines

Ang isang hindi gaanong mahusay at hindi gaanong karaniwang turbine ay ang 'Vertical Axis Wind Turbine' . Ito ay tinutukoy bilang vertical axis dahil ang umiikot na axis ay nakahanay patayo pataas.

Hindi posibleng magtayo ng mga vertical axis turbine sa malalaking kaliskis na nakikita natin sa horizontal axis turbine wind farm. Ang pinakamalaking vertical axis wind turbine na nagawa ay ang 110m tall, 3.8MW "ÉOLE" turbine sa Quebec, Canada. Gayunpaman, nabigo ang rotor bearing noong 1993 sa ilalim ng 880 toneladang timbang na kailangan nitong suportahan. Ito ay hindi gumagana mula noon, at ngayon ay isang kuryusidad para sa mga turista. Malamang na hindi susubukan ng sinuman na magtayo ng vertical axis turbine na mas malaki kaysa dito dahil sa mga problema sa engineering na nauugnay sa direktang pagsuporta sa mga mabibigat na timbang sa isang solong tindig.

Binuo para sa Flexibility

Bagama't mas maliit, ang pangunahing bentahe ng vertical axis wind turbines ay higit sa horizontal axis ay hindi nila kailangang humiyaw. Kinokolekta nila ang enerhiya ng hangin mula sa lahat ng direksyon sa lahat ng oras. Dahil sa paraan ng pagkadisenyo ng mga blades, palagi silang umiikot sa parehong direksyon, saan man nanggagaling ang hangin.

Ginagawa nitong mas mahusay ang vertical axis wind turbine sa pagkuha ng enerhiya ng hangin sa mga rooftop ng lungsod at mga lugar kung saan ang magulong hangin ay nagbabago ng direksyon sa lahat ng oras.

Vertical axis wind turbines tumatagal ng mas kaunting silid kaysa sa katumbas na kapangyarihan Horizontal axis turbine, at kadalasang pinipili para sa mga lugar kung saan limitado ang espasyo.

Iba't ibang Uri ng VAWT

Mayroong dalawang pangunahing disenyo ng vertical axis wind turbines, na tinatawag na Savonius at Darrieus. Ang mga disenyong ito ay medyo naiiba sa paraan ng pagkuha ng enerhiya ng hangin.

Savonius VAWTs

Ginagamit ng Savonius style vertical axis wind turbines ang prinsipyo ng drag upang i-convert ang wind energy sa mechanical rotational energy. Gumagana ang mga ito tulad ng isang scoop, na hinuhubog upang bitag ang hangin na pumapasok sa turbine, na lumilikha ng drag at sa gayon ay pinipilit itong paikutin (tingnan ang diagram, sa ibaba). Kahit saang direksyon nanggagaling ang hangin, palagi itong tatama sa harap at likod ng scoop - ngunit ang bilugan na likod ng scoop ay lumilikha ng mas kaunting drag, at sa gayon ay nagbibigay-daan sa turbine na umikot. Gayunpaman, ito ay nangangahulugan na ang isang Savonius vertical axis wind turbine ay maaari lamang mag-convert sa pinakamahusay na 15% ng enerhiya ng hangin sa mekanikal na rotational energy.

Darrieus VAWTs

Ginagamit ng mga Darrieus vertical axis wind turbine ang prinsipyo ng lift upang i-convert ang wind energy sa mechanical rotational energy, at mas mahusay kaysa sa Savonius style vertical axis turbines. Gumagamit ang Darrieus vertical axis wind turbines ng mga blades na may cross-section na hugis tulad ng pakpak ng isang eroplano. Habang dumadaan ang hangin sa talim, lumilikha ang epekto ng aerofoil, at ito ang nagpapaikot sa turbine (tingnan ang diagram, sa ibaba).

Ang mga aerofoil blades ng Darrieus turbine ay maaaring maging tuwid, hubog, o helical na hugis (tingnan ang diagram, sa ibaba).

Ang mga ito ay lahat ng Darrieus turbine - ang rotor blades ay pareho ang lift-creating aerofoils, ngunit sa iba't ibang mga configuration.

Ang helical configuration ay marahil ang pinaka-kawili-wili, dahil pinapayagan nito ang isang mas mahabang aerofoil blade na mailagay sa loob ng parehong rotational area bilang isang straight-bladed turbine, sa gayon ay nakakakuha ng higit pa sa hangin at pagtaas ng kahusayan. 

Iba pang mga Disenyo ng Turbine

Habang ang karamihan sa mga wind turbine ay nasa ilalim ng dalawang pangunahing kategoryang ito (vertical axis at horizontal axis) nagkaroon ng iba't ibang mga eksperimentong disenyo na lumalayo sa normal na configuration ng dalawang disenyong ito.

Ang Puno ng Hangin

Ang 'Wind Tree' na itinayo ng kumpanyang New World Wind na nakabase sa Paris, ay nakabatay sa isang Savonius vertical axis wind turbine, ngunit ito ay nobela dahil gumagamit ito ng maraming maliliit na turbine na inayos upang magmukhang mga dahon sa isang puno upang makagawa ng isang pandekorasyon na tampok sa lunsod. .

Vortex Bladeless

Ang Vortex Bladeless ay isang kumpanyang Espanyol na gumamit ng ganap na kakaibang paraan para sa pagkuha ng kinetic energy mula sa hangin. Ang kanilang "turbine" ay hindi mukhang isang karaniwang turbine, dahil hindi ito umiikot.

Gumagamit ang Vortex Bladeless system ng isang matangkad, hugis-pillar na palo, na kumukuha ng enerhiya mula sa hangin gamit ang isang pamamaraan na tinatawag na vortex-induced resonance. Habang dinadaanan ng hangin ang haligi, nagdudulot ito ng kaguluhan sa likod nito, na nagiging sanhi ng pag-oscillate o 'vibrate' ng haligi pabalik-balik, at ang mekanikal na enerhiyang ito ang nagtutulak sa isang linear alternator, kaya nagdudulot ng electric current.

Dahil wala silang umiikot na talim, ang istilong ito ng wind-generator ay hindi nagpapakita ng panganib sa paglipat ng mga ibon o wildlife.

Mga Turbin na Pinapatakbo ng Sasakyan

Ang ilang mga kumpanya ay nagsimulang bumuo ng maliliit na vertical axis wind turbines na maaaring ilagay sa gitnang reserbasyon ng mga highway at freeway. Sa halip na dala ng 'natural' na hangin, ang kaguluhang dulot ng patuloy na daloy ng mga sasakyang dumadaan sa napakabilis na bilis ang nagpapaikot sa mga turbine na ito. Kaya, habang ang mga ito ay conventional vertical axis wind turbines pa rin, ito ay ang sitwasyon kung saan sila ay inilalapat na iyon ay nobela.

Cross-axis wind turbine (CAWT)

Ang cross-axis wind turbine ay isang pang-eksperimentong vertical axis turbine na disenyo na gumagamit ng parehong horizontal at vertical turbine blades sa isang nobelang cross-linked na configuration. Sa tatlong patayong blades at anim na pahalang na blades, nakukuha nito ang enerhiya ng hangin na nagmumula sa parehong pahalang at patayong direksyon. Natuklasan ng mga pag-aaral na ito ay 2.5 beses na mas mahusay kaysa sa isang maginoo na vertical axis turbine sa parehong mga kondisyon ng hangin.

Cooling Tower Updraft Turbine

Ang disenyong ito ay nagmumungkahi ng isang bagong configuration ng isang Darrieus vertical axis wind turbine, na naka-orient nang pahalang at matatagpuan sa tuktok ng mga cooling tower. Ang updraft mula sa maubos na daloy ng hangin mula sa tore, sa halip na maaksaya sa atmospera, ay ginagamit upang himukin ang turbine.