Shamol turbinlari turlari HAWT, VAWT va boshqalar to'liq tushuntirilgan

Ko'p sonli shamol Turbinlari tuman ichidagi eshiklarda (har xil sharoitdagi va tuz okiyidagi) ko'riladigan turbinlar odatda uch palkali dizaynlar. Ammo, ularga ega bo'lgan turbinlarning bir necha turli stil va turqlari mavjud va ularning harakat energiyasini qanday ishlatishlari juda farqli.

Ikkita asosiy turbin turi bor: Horizontal o'q va Vertikal o'q. Horizontal o'q turbinlari aylantiruvchi oq horizontaldan o'tadi. Ular oddiyda 3 palkali va yelga yo'naltirilganligini ko'rsatadi. Vertikal oqli yel turbinlari aylantiruvchi vertikal oq bilan zararlangan va kinetik energiyani qarama-qarshilikda ishlatish uchun dizaynlangan.

Horizontaldan o'tgan va vertikal oqli yel turbinlari tashqi turbinalarining boshqa versiyalari mavjud bo'lishi mumkin.

Eng mashhur turbinaning turi 'Horizontal Axis Wind Turbine' (Horizontaldan o'tgan yel turbinasi). U horizontaldan o'tgan sifatida aylantiruvchi oq horizontaldan o'tgan (quyidagi diagrammani ko'ring)

Horizontaldan o'tgan yel turbinalari maksimal effektivlik bilan ishlash uchun to'g'ri yelga yo'naltirilishi kerak va bosh qismi yelga yo'naltirish uchun aylantirilgan. Yel yo'nalishi o'zgarsa, bosh qismi ham (yoki 'yaw') yelga to'g'ri yo'naltirilishi kerak.

Ushbu turbinalar, eng yaqin vaqtga qarab, yagona yo'nalishdagi shamol bo'lgan joylarda shamol turkumlari buzilmasligi sababli vertikal oq turbinadan kamroq effektiv ishlay oladi. Shuning uchun ular ko'p xulosali va ochiq, hamda eng asosiy narsa - teng va ochiq maydonlarga ega bo'lgan kontinental shamol turkumlarida tanlangan.

Hajm uchun mo'ljallangan

Kichik hajmdagi horizontal oq shamol turbinalari energiya bilan shug'ullanadigan uy egasi uchun sotiladigan kommersiya mahsulotlarining ko'p borligiga qaramasdan, ularning bir necha katta foydasi shundaki ki, ular ishlab chiqarish uchun yaxshi masshtablanadi va juda KATTALIKDA tuzilishi mumkin. Bu shamol turkumlari uchun qandaydir boshqa sabab hisoblanadi. Bir dona 10 megavat (MW) turbinani besh dona 2 MW turbinadan yaxshiroq va arzonroq ishlab chiqarib davom etmoqda.

Dunyo bo'yicha eng katta shamol turbinasi (2021-yilning yashniliqlari bo'yicha) Vestas V236 turbinasi bo'ladi, uning reytingdagi quvvati 15 megavat (MW). Uning palka rotor diametri 236m – bu Liberty statuasining balandligidan ikki barobar ko'proq! Uning palkalarining bitta aylantirilishi kunlik ishlatiladigan elektr energiyani bir marta o'rta darajadagi uy uchun yetarlicha ta'minlaydi.

Vertikal o'qli yel turbinlari

Kamroq effektiv va kamroq mashhur turbin turi ‘Vertikal Oq Turbin’ (VOT) hisoblanadi. U vertikal oq deb ataladi, chunki aylantirish oqi vertikaldi.

Vertikal oq turbinalarini uzun o'lchamli gorizantal oq turbinali surxondoshliklarda qurmoq mumkin emas. Eng katta vertikal oq turbinani Kanada, Kvibekda 110 metr balandlikda, 3.8MW quvvatiga ega “ÉOLE” turbinasi sifatida qurilgan. Ammo uning rotor yopqin 1993-yilda undan qo'llab-quvvatlash kerak bo'lgan 880 tonnaviga sabab bo'lib pishloq qilindi. Shu vaqtning orasidan u ishlamaydi va hozirda turistlar uchun maxsus narsa hisoblanadi. Bunday og'ir og'irlarni bitta yopqinda to'g'ridan-to'g'ri qo'llab-quvvatlash bilan bog'liq muhandislik muammolari sababli, uni shundan kattaroq vertikal oq turbinasini qurish ehtimoli yo'qdir.

Mukammallik uchun qurilgan

Kichikroq bo'lsa-da, vertikal o'qli yel turbinlari orizontal o'qlaridan foydalanishda birinchi foyda shu: ular yo'naltirish (yaw) qilishga ehtiyot emas. Ular har doimning barcha yo'nalishidan yel energiyasini to'plash imkoniyatiga ega. Qog'ozlardan tashqi dizayniga qarama-qarshi, ular har qanday yel yo'nalishidan ham bir xil yo'nalishda aylantiradi.

Buni sababli, vertikal o'qli yel turbinlari shaharlarning yuksak daromadli uy to'plamlari va tez-tez yo'nalish o'zgaruvchan yel energiyasini to'plash uchun eng yaxshi tanlov hisoblanadi.

Vertikal o'qli yel turbinlari ekvivalent quvvatli orizontal o'qli turbinadan kam joy egallaydi va ko'p hollarda joy cheklangan hududlarda tanlangan bo'ladi.

VAWT-larning turkumlari

Vertikal o'qli yel turbinlari uchun ikki asosiy dizayn mavjud: Savonius va Darrieus. Ushbu dizaynlar yel energiyasini qanday to'plashda farq qiladi.

Savonius VAWT

Savonius usuli bo'yicha vertikal oq vaqti yorug'liklari to'qirish printsipini ishlatadi, shu jumladan, yorug'lik energiyasini mekhanikaviy aylantirish energiyasiga o'tkazadi. Ular to'qirgich kabi ishlaydi, yorug'likni turib olish uchun shakllanib turadi, to'qirgichga kiruvchi yorug'likni to'qiradi va uni aylantirishga sabablanadi (quyidagi diagrammani ko'ring). Yorug'lik qaysi yo'nalishdan kelishi farqi yo'q, u har doim to'qirgichning oldi va orasiga tushadi - lekin to'qirgichning yuqori qismi kamroq to'qiradi, shuning uchun to'qirgich aylantiriladi. Ammo bu, Savonius vertikal oq vaqti yorug'liklari faqat eng yaxshisi yorug'lik energiyasining 15% dan ortiqini mekhanikaviy aylantirish energiyasiga o'tkazolmaydiganligini anglatadi.

Darrieus VAWTs

Darrieus vertikal oqimli yirik energiyasi turbinlari, yirik energiyasini mekhanikayeviy aylantirish energiyasiga o'tkazish uchun oshirish printsipiidan foydalanadi va Savonius turi vertikal oqimli turbinlardan kamroq effektivdir. Darrieus vertikal oqimli yirik energiyasi turbinlari, uchrash mashinining kanati kabi shakllangan qattiqqa ega barchaklardan iborat. Yirik o'tganda barchakning ustidan o'tishi orqali aerodinamik effektdan sabab, oshirish yaratiiladi va bu turbinani aylantiradi (quyidagi diagrammani ko'ring).

Darrieus turbinining aerodinamik barchaklari to'g'ri, yuqori yoki spiral shaklda bo'lishi mumkin (quyidagi diagrammani ko'ring).

Bular barcha Darrieus turbinalari - rotor barchaklari hammasi o'shirishni yaratadigan aerodinamik barchaklardan iborat, lekin turli konfiguratsiyalarda.

Spiral konfiguratsiya belki eng qiziqarli hisoblanadi, chunki uning bir xil aylantirish maydonida to'g'ri barchakli turbinadan uzunroq aerodinamik barchak joylashtirilgan bo'ladi, shuning uchun ko'proq yirikni oladi va effektivlik oshadi.

Boshqa Turbin Dizaynlari

Ko‘pchaq darajadagi eshik turbinlari ushbu ikki asosiy kategoriyaga (vertikal oq va orizontal oq) kiradi, lekin ushbu ikki dizaynning obodan tashqariga chiqqan turli xil tadbiqlar yaratilgan.

Suzma Daraxti

Parij markazidagi New World Wind kompaniyasi tomonidan qurilgan ‘Suzma Daraxti’ Savonius vertikal oq suzma turbinasiga asoslangan, lekin u shu ikki dizayndagi oddiy konfiguratsiyadan farqli, chunki u daraxtdagi barglar kabi ko‘rinishida tartiblangan ko‘p kichik turbinlardan foydalanadi va shaharlarda dekorativ element sifatida ishlatiladi.

Vortex Bladeless

Vortex Bladeless Ispaniya markazidagi kompaniya bo‘lib, u suzma energiyasini ajratish uchun butunlikda yangi usuldan foydalandi. Uning ‘turbina’ turib, klassik turbinalardan farqli ravishda aylantmagan.

Vortex Bladeless tizimi baland, qozichayli mastdan iborat bo‘lib, bu mast ruzgar energiyasini viktor-indotsiruvchi rezonans deyarli usulidan foydalanib ajratadi. Ruzgar qozicha orqasidan o‘tganida, u qozichani ossonlikka sabab bo‘ladi, masalan, qozicha oldindan ossonlik yoki ‘chillqish’ holatida harakatlanadi va bu mekhanik energiya to‘g‘ri alternatorni ishlatadi, shunda elektr toki yaraladi.

Ularning aylantiriladigan qattiq yo‘qligi sababli, ushbu turdagi ruzgar generatorlari kuchanuvchi qushlarga yoki hayotiyatga xavf tezligini taqdim etmaydi.

Avtomobil bilan ishlatiladigan turbinalar

Bir necha kompaniya jismoniy-yolg‘iz vertikal oqiqli ruzgar turbinlari (VAWT) yaratishni boshlagan, ular yol kesimlari va avtomagistralarda joylashtirilishi mumkin. Ular ‘tabiiy’ ruzgarcha emas, balki tez tezda o‘tayotgan transport vositalari tomonidan yaralgan ossonliklardan foydalanadi. Shuningdek, ular hali ham oddiy vertikal oqiqli ruzgar turbinlari hisoblanadi, lekin ularga qo‘llanilayotgan holat yangi hisoblanadi.

Kengaytirilgan o'q bo'yicha eshik turbinasi (CAWT)

Kengaytirilgan o'q bo'yicha eshik turbinasi, innovatsion qandaydagi vertikal o'q turbinasi dizayni hisoblanadi va yangi kengaytirilgan bog'langan konfiguratsiyada horizontal va vertikal turbinasi baliqlaridan foydalanadi. Uchta vertikal baliq va oltita horizontal baliqlarga ega bo'lgan uni, har ikkala horizontal va vertikal yo'naltirishdagi eshik energiyasini olmoqchi. Issledovchilar uning shu eshik sharoitida konvetsional vertikal o'q turbinasidan 2,5 marta effektivroq ekanini topdilar.

Jamoatchilik turbinasi uchun yuqori to'qim

Ushbu dizayn Darrieus vertikal o'q eshik turbinasining yangi konfiguratsiyasini taklif qiladi, bu esa gorizontal ravishda joylashtirilgan va jamoatchilik turmining tepasida joylashgan. Turminni ayshe havosidan hosil bo'lgan yukoriga, atmosferaga tashqariga ishlatilmasdan, turbinani ishlatish uchun ishlatiladi.