Mga Uri ng Wind Turbines HAWT, VAWT at Iba Pa Nilapat

Ang malaking bahagi ng Mga Wind Turbine nakikita sa paligid ng bansa sa mga wind farm (tanto on-shore at off-shore) ay standard na may 3 blades. Gayunpaman, maraming iba't ibang estilo/uri ng turbines at ang paraan kung paano sila gumagamit ng kinetik na enerhiya mula sa hangin ay medyoiba.

Ang dalawang pangunahing uri ng wind turbines ay Horizontal-axis at Vertical-axis. Horizontal axis wind turbines may oriented na rotating axis horizontal. Karaniwan silang may 3-blades at disenyo upang pumasok sa hangin. Ang Vertical axis wind turbines ay may aligned na rotating axis vertical at disenyo upang gamitin ang kinetik na enerhiya sa kabila ng direksyon.

Bukod sa horizontal axis at vertical axis wind turbines, mayroon pang iba pang bersyon ng turbine na dapat linapitan.

Ang pinakamalaking uri ng wind turbine ay ang ‘Horizontal Axis Wind Turbine’. Tinatawag itong horizontal axis dahil nakahiga ang tumuturning axis (tingnan ang diagram, sa ibaba)

Kailangang sumisiko nang direkta sa hangin ang horizontal axis wind turbines upang magtrabaho nang may pinakamataas na ekwalensiya, at disenyo ang buong kopra upang lumikom at mukhang papuntang hangin. Kapag nagbabago ang direksyon ng hangin, kailangan din lumikom (o ‘yaw’) ang kopra upang manatiling sumisiko nang direkta sa hangin.

Pinipili ang horizontal axis wind turbines para sa mga off-shore at on-shore wind farms kung ang lupa ay malawak at bukas, dahil mas epektibo sila kaysa sa mga vertical axis turbines sa mga lugar na hindi turbulent ang hangin.

Ginawa Para Sa Laki

Habang maraming mga komersyal na turbinang hangin sa axis na horizontal na magagamit para sa mga may-ari ng bahay na konsyente sa enerhiya, isa sa kanilang pangunahing benepisyo ay madaling i-scale para sa paggawa at maaaring gawin SILA NANG MAHALAGA. Ito ang isa pang dahilan kung bakit ginagamit sila sa mga wind farms. Mas konomiko at epektibo gumawa at operehin ang isang 10 megawatt (MW) turbine kaysa sa limang 2 MW turbines.

Ang pinakamalaking turbinang hangin sa mundo (hanggang Tag-init 2021) ay ang Vestas V236 turbine, na may rated power output na 15 megawatts (MW). May blade rotor diameter ito na 236m – higit pa sa dalawang taas ng Statue of Liberty! Ang isang solong pag-ikot ng mga blade nito ay sapat na upang magbigay ng elektirikidad sa isang pangkaraniwang tahanan sa isang araw.

Turbinang panginahangang-bagyo na may patindig na axis

Ang mas konti at mas di-kumikita ng tubo na turbine ay ang 'Vertical Axis Wind Turbine'. Tinatawag itong vertical axis dahil ang rotating axis ay nakalinya patakbo patungo sa itaas.

Hindi maaaring itayo ang mga turbinang may axis na patag sa malaking kalakhan tulad ng nakikita natin sa mga wind farm na may horizontal axis turbine. Ang pinakamalaking vertical axis wind turbine na itinayo ay ang 110 metro taas, 3.8MW na “ÉOLE” turbine sa Quebec, Canada. Gayunpaman, nagwagi ang rotor bearing noong 1993 dahil sa 880 tonelada ng timbang na kailangan nitong suportahan. Mula noon, hindi na ito operasyonal, at ngayon ay isang kuriosityo para sa mga turista. Napakaliit ng posibilidad na subukin ng sinoman na itayo ang isang vertical axis turbine na mas malaki kayat ng mga problema sa inhinyeringa na nauugnay sa pagsuporta ng ganitong malalaking timbang sa isang solong bearing.

Itinayo para sa Pagpapalaya

Bagaman mas maliit, ang pangunahing benepisyo ng mga vertical axis wind turbines laban sa horizontal axis ay hindi kinakailangang yumaw y. Sila ay nakakolekta ng enerhiya mula sa lahat ng direksyon sa lahat ng oras. Dahil sa paraan ng disenyo ng mga blade, palaging sumusunod sila sa parehong direksyon, kahit saan dumating ang hangin.

Ito ang nagiging sanhi kung bakit mas mabuti ang mga turbinang panginahangang-bagyo na may patindig na axis sa pagkuha ng enerhiya mula sa hangin sa mga bubong ng lungsod at sa mga lugar na malawak kung saan ang maanghang na hangin ay nagbabago ng direksyon tuwing sandali.

Turbinang panginahangang-bagyo na may patindig na axis kumukuha ng mas kaunti pang espasyo kaysa sa isang turbinang may katumbas na kapangyarihan na may horizontal na axis, at madalas na pinipili para sa mga lugar kung saan ang espasyo ay limitado.

Mga iba't ibang uri ng VAWTs

May dalawang pangunahing disenyo ng mga turbinang panginahangang-bagyo na may patindig na axis, tinatawag na Savonius at Darrieus. Ang mga disenyo ay medyo magkaiba sa paraan na kanilang hinuhubad ang enerhiya mula sa hangin.

Savonius VAWTs

Gumagamit ng prinsipyong drag ang mga turbinang ito ng hangin na may patakbo nang patagong axis upang i-convert ang enerhiya ng hangin sa mekanikal na enerhiya ng pag-ikot. Gumagana itong parang isang scoop, na may anyong disenyo para masakop ang umuusbong na hangin papasok sa turbine, bumubuo ng drag at kaya'y pinipilit na ikot (tingnan ang diagrama, sa ibaba). Kung ano mang direksyon kung saan nagmumula ang hangin, palagi itong tatawid ang parehong harap at likod ng scoop - subalit ang bulong likod ng scoop ay bumubuo ng mas mababang drag, kaya nagbibigay-daan sa turbine na ikot. Gayunpaman, ito ay nangangahulugan na ang isang Savonius vertical axis wind turbine lamang ay maaaring i-convert ang pinakamahirap 15% ng enerhiya ng hangin sa mekanikal na enerhiya ng pag-ikot.

Darrieus VAWTs

Gumagamit ng prinsipyong lift ang mga turbinang patak ng hangin na may axis na patindig na anyo ni Darrieus upang ikonbersyon ang enerhiya ng hangin sa mekanikal na enerhiya ng pag-ikot, at mas epektibo ito kaysa sa estilo ng turbinang patindig na anyo ni Savonius. Gumagamit ng mga bintana ang turbinang patak ng hangin na may axis na patindig na anyo ni Darrieus na may hugis ng krusyong tulad ng pakpak ng isang eroplano. Habang dumadaan ang hangin sa bintana, nagbubuo ng lift ang epekto ng aerofoil, at ito ang nagpapakilos sa turbine (tingnan ang diagrama, sa ibaba).

Maaaring magkaibigan o kurba o helikal ang anyo ng mga bintanang aerofoil ng isang turbine ni Darrieus (tingnan ang diagrama, sa ibaba).

Ito ay lahat turbine ni Darrieus – parehong mga rotor blades ay gumagawa ng lift na mga aerofoil, ngunit sa iba't ibang konpigurasyon.

Ang konpigurasyong helikal ay talaga ang pinakainteresante, dahil pinapayagan ito ang mas mahabang aerofoil blade na maipermane sa parehong lugar ng pag-ikot bilang isang turbine na may mabilis na bintana, kaya naihahawak nito ang higit pang hangin at nagpapataas sa ekonomiya.

Iba pang Disenyong Turbine

Habang ang karamihan sa mga wind turbine ay nasa loob ng dalawang pangunahing kategorya (vertical axis at horizontal axis), mayroong iba't ibang eksperimental na disenyo na umuwi sa normal na konpigurasyon ng dalawang disenyo.

Ang Wind Tree

Ang ‘Wind Tree’ na itinatayo ng kompanya na matatagpuan sa Paris na si New World Wind, ay batay sa isang Savonius vertical axis wind turbine, ngunit ito ay bagong anyo dahil gumagamit ng maraming maliit na turbine na ayusin upang maitimpla bilang dahon sa puno upang gawing dekoratibong urban feature.

Vortex Bladeless

Ang Vortex Bladeless ay isang Espanyol na kompanya na naggamit ng ganap na iba't ibang paraan para makuhang kinetik na enerhiya mula sa hangin. Hindi tulad ng konventional na turbine ang kanilang ‘turbine’, dahil hindi ito umiirog.

Gumagamit ang sistema ng Vortex Bladeless ng isang mataas na, haligi-hugis na mast, na nagdadala ng enerhiya mula sa hangin gamit ang isang teknikong tinatawag na vortex-induced resonance. Habang dumadagok ang hangin sa haligi, ito ay nagiging sanhi ng pagturbulensya sa likod nito, na nagiging sanhi para mag-oscillate o 'maliwanag' ang haligi pabalik at papunta, at ito ang mekanikal na enerhiya na nagdidrive sa isang linear na alternator, kung gayon nagbubuo ng elektrikong kurrente.

Bilang wala silang umiikot na talampakan, hindi ito nagpapakita ng panganib sa mga migratoryong ibon o hayop na mamaya-maya.

Turbinang Kinikilos ng Siklo

Maraming kompanya ang humatol na magdevelop ng maliit na kalakhanan ng vertical axis wind turbines na maaaring ilagay sa gitnang rehiyon ng mga highway at freeways. Halimbawa ng 'natural' na hangin, ito ang pagturbulensya na sanhi ng tuloy-tuloy na sapa ng mga sasakyan na dumadaan sa mataas na bilis na nagiging sanhi para lumikid ang mga turbine. Kaya, habang pa rin silang konventiyonal na vertical axis wind turbines, ito ang sitwasyon kung saan sila ay pinapatupad na bago.

Kross-aksis na hangin turbine (CAWT)

Ang kross-aksis na wind turbine ay isang eksperimental na disenyo ng vertikal na aksis na turbine na gumagamit ng parehong horizontal at vertical na turbine blades sa isang bagong kros-nakakonekta na konpigurasyon. May tatlong vertical blades at anim na horizontal blades, maaari itong humikayat ng enerhiya ng hangin mula sa parehong horizontal at vertical na direksyon. Nakita sa mga pag-aaral na 2.5 beses mas epektibo ito kaysa sa isang konventional na vertikal na aksis na turbine sa parehong kondisyon ng hangin.

Cooling Tower Updraft Turbine

Ang disenyo na ito ay nagpapakita ng isang bagong konpigurasyon ng Darrieus vertical axis wind turbine, na orientado ng horisontal at naiuugnay sa tuktok ng mga cooling tower. Ang updraft mula sa exhaust air flow mula sa tower, sa halip na ipinisalya sa atmospera, ay ginagamit upang magtrabaho ang turbine.