Atšķirība starp horizontālās un vertikālās ass vēja turbīnu

Termins vējdzirnavas tiek lietots, lai apzīmētu ar vēja piedziņu darbināmu mašīnu, kas samaļ graudus. Bet mūsdienu mašīnu lietojumus pareizāk sauc par “vēja turbīnām”, jo tās var izmantot dažādām vajadzībām. Vēja turbīnas ir visefektīvākais veids, kā vēja enerģiju pārveidot elektriskā vai mehāniskā enerģijā. Vēja turbīnas galvenokārt var iedalīt divās kategorijās atbilstoši rotora lāpstiņu rotējošās ass konfigurācijai: horizontālās ass vēja turbīna (HAWT) un vertikālās ass vēja turbīna (VAWT). Kad asmeņu rotējošā ass ir paralēla vēja straumei, turbīnu sauc HAWT, un, kad rotējošā ass ir perpendikulāra vēja straumei, to sauc par VAWT. Horizontālo asu veidi ir vispopulārākās un visbiežāk izmantotās komerciālās vēja turbīnas. Apskatīsim tehniskās atšķirības starp abām konfigurācijām.

Horizontālās ass vēja turbīna (HAWT)

HAWT, saīsināts no horizontālās ass vēja turbīnām, ir visbiežāk izmantotā konstrukcijas konfigurācija vēja turbīnās ar rotoriem, kas līdzīgi gaisa kuģu rotoriem. Kad asmeņu rotējošā ass ir paralēla vēja straumei, turbīnu sauc par horizontālās ass vēja turbīnu (HAWT). HAWT uztver kinētisko vēja enerģiju ar dzenskrūves tipa rotoru, un to rotācijas ass ir paralēla vēja virzienam. HAWT ir pieejami dažādos izmēros, sākot no dažiem simtiem vatu līdz simts kilovatiem. Šāda veida vēja turbīnas parasti izmanto modernizētos vēja apstākļos, kur ir pieejama pastāvīga vēja plūsma un virziens, lai iegūtu maksimālo vēja enerģiju. HAWT nav efektīvi turbulences vēja gadījumā, tāpēc parasti tie atrodas vietās, kur pastāvīga virziena gaisa plūsma.

Vertikālās ass vēja turbīna (VAWT)

Vertikālās ass vēja turbīna jeb VAWT, iespējams, ir vecākais vējdzirnavu tips, kurā piedziņas vārpstas ass ir perpendikulāra zemei. Tas ir vējdzirnavu tips, kurā galvenā rotora vārpsta darbojas vertikāli pretēji horizontālās ass vēja turbīnai. VAWT asmeņi griežas attiecībā pret vertikālajām asīm, kas ir perpendikulāras zemei. VAWT dizainus dažreiz brīvi klasificē kā pacelšanas vai vilkšanas modeļus. Viņi var uztvert vēju no jebkura virziena, un viņu smagā tehnika atrodas zemes līmenī. Tā kā mašīnas ir novietotas uz zemes, tas vienkāršo vēja torņa projektēšanu un uzbūvi un attiecīgi samazina turbīnas izmaksas. Atšķirībā no HAWT, VAWT parasti izmanto apgabalos ar vētrainu vēja plūsmu, piemēram, krasta līnijās, jumtos, pilsētas ainavās utt..

Atšķirība starp horizontālās un vertikālās ass vēja turbīnu

Dizains

- Vēja turbīnās ar horizontālās ass vēja turbīnu (HAWT) visbiežāk izmanto projektēšanas konfigurāciju ar rotoriem, kas līdzīgi gaisa kuģu rotoriem. HAWT asmeņu rotējošā ass ir paralēla vēja virzienam. No otras puses, vertikālās ass vēja turbīna (VAWT), iespējams, ir vecākais vējdzirnavu tips, kurā piedziņas vārpstas ass ir perpendikulāra zemei. Tas ir vējdzirnavu tips, kurā galvenā rotora vārpsta virzās vertikāli pretēji horizontālās ass vēja turbīnai.

Mašīnas

- Uz horizontālās ass vēja turbīnām torņa augšpusē ir uzstādīts viss rotors, pārnesumkārba un ģenerators, kas jāpagriež pret vēja virzienu. Būtiska vertikālās ass vēja turbīnas priekšrocība salīdzinājumā ar horizontālās ass tipu ir tā, ka tā var pieņemt vēju no jebkura virziena, un tādējādi nav nepieciešama virziena kontrole. VAWTs vēja ģeneratoru, pārnesumkārbu un citas galvenās turbīnu sastāvdaļas var uzstādīt uz zemes, kas vienkāršo vēja torņa projektēšanu un uzbūvi un attiecīgi samazina turbīnas izmaksas.

Vēja apstākļi

- HAWT parasti izmanto modernizētos vēja apstākļos, kad ir pieejama pastāvīga vēja plūsma un virziens, lai iegūtu maksimālo vēja enerģiju. HAWT nav efektīvi turbulences vēja gadījumā, tāpēc parasti tie atrodas vietās, kur ir pastāvīga virziena gaisa plūsma. VAWT, no otras puses, galvenokārt ir izdevīgi apgabalos ar vētrainu vēja plūsmu, piemēram, uz jumtiem, krastmalām utt. Atšķirībā no HAWT VAWT var darboties pat ar nelielu vēja ātrumu, un tos var būvēt vietās, kur ir aizliegtas augstas konstrukcijas..

Horizontālā un vertikālā ass vēja turbīna: salīdzināšanas diagramma

Kopsavilkums

Gan horizontālās, gan vertikālās ass vēja turbīnām ir aptuveni tāda pati ideālā efektivitāte, bet HAWT ir biežāk sastopami. HAWT ir viss rotors, pārnesumkārba un ģenerators torņa augšdaļā, un tie jāpagriež pret vēja virzienu. No otras puses, VAWT ir visos virzienos, kas nozīmē, ka rotors var pieņemt vēja plūsmu no jebkura virziena. Tāpēc nav nepieciešams virziena pagrieziena mehānisms. Turklāt tiem nav nepieciešama pastāvīga regulēšana vai ātruma ātruma vēja pilnveidošana. Turklāt VAWT ir mazāks starta vēja ātrums nekā HAWT. Turklāt tiem ir salīdzinoši zemāks trokšņa signāls nekā HAWT, un masīvas torņu konstrukcijas tiek izmantotas retāk.