Разница между горизонтальной и вертикальной осью ветротурбины

Термин ветряная мельница используется для обозначения ветроэнергетической машины, которая измельчает зерно. Но современные машинные приложения более правильно называются «ветряными турбинами», потому что они могут использоваться для различных применений. Ветровые турбины являются наиболее эффективным способом преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию. В зависимости от конфигурации оси вращения лопастей ротора ветряные турбины можно в основном разделить на две категории: ветрогенератор с горизонтальной осью (HAWT) и ветрогенератор с вертикальной осью (VAWT). Когда ось вращения лопастей параллельна ветровому потоку, турбина называется HAWT, а когда ось вращения перпендикулярна ветровому потоку, она называется VAWT. Горизонтальные типы осей являются наиболее популярными и широко используемыми коммерческими ветряными турбинами. Давайте посмотрим на технические различия между двумя конфигурациями.

Ветровая турбина с горизонтальной осью (HAWT)

HAWT, сокращение от горизонтальной оси ветротурбины, является наиболее часто используемой конструкцией в ветротурбинах с роторами, подобными роторам самолетов. Когда ось вращения лопастей параллельна ветровому потоку, турбину называют ветровой турбиной с горизонтальной осью (HAWT). HAWT улавливает энергию кинетического ветра ротором пропеллерного типа, а их ось вращения параллельна направлению ветра. HAWT доступны во многих размерах от нескольких сотен ватт до ста киловатт. Эти типы ветровых турбин обычно используются в условиях обтекаемого ветра, когда имеется постоянный поток и направление ветра для захвата максимальной энергии ветра. HAWT не эффективны там, где ветер турбулентный, поэтому они обычно расположены в областях, где существует постоянный направленный поток воздуха.

Ветровая турбина с вертикальной осью (VAWT)

Ветровая турбина с вертикальной осью, или VAWT, вероятно, является самым старым типом ветряных мельниц, в которых ось приводного вала перпендикулярна земле. Это тип ветряной мельницы, в которой вал главного ротора движется вертикально, в отличие от горизонтальной оси ветротурбины. Лопасти VAWT вращаются относительно их вертикальных осей, которые перпендикулярны земле. Проекты VAWT иногда слабо классифицируются как проекты на основе лифта или перетаскивания. Они могут захватывать ветер с любого направления, а их тяжелая техника находится на уровне земли. Поскольку оборудование установлено на земле, оно упрощает конструкцию и конструкцию ветрогенераторной башни и, следовательно, снижает стоимость турбины. В отличие от HAWT, VAWT обычно используются в областях с турбулентным потоком ветра, таких как береговые линии, крыши, городские пейзажи и т. Д..

Разница между горизонтальной и вертикальной осью ветротурбины

дизайн

- Ветровая турбина с горизонтальной осью (HAWT) является наиболее часто используемой конструктивной конфигурацией в ветряных турбинах с роторами, подобными роторам самолетов. В HAWT, ось вращения лопастей параллельна направлению ветра. Ветровая турбина с вертикальной осью (VAWT), с другой стороны, является, вероятно, самым старым типом ветряных мельниц, в которых ось приводного вала перпендикулярна земле. Это тип ветряной мельницы, в которой вал главного ротора вращается вертикально, в отличие от горизонтальной оси ветродвигателя..

машины

- Ветровые турбины с горизонтальной осью имеют весь ротор, редуктор и генератор, установленные в верхней части башни, которые должны быть повернуты в направлении ветра. Существенное преимущество ветрогенератора с вертикальной осью по сравнению с типом горизонтальной оси заключается в том, что он может принимать ветер с любого направления, и, следовательно, не требуется контроль рыскания. В VAWT ветрогенератор, коробка передач и другие основные компоненты турбины могут быть установлены на земле, что упрощает конструкцию и конструкцию ветрогенераторной башни и, следовательно, снижает стоимость турбины..

Ветровые условия

- HAWT обычно используются в условиях обтекаемого ветра, когда имеется постоянный поток и направление ветра для захвата максимальной энергии ветра. HAWT не эффективны там, где ветер турбулентный, поэтому они обычно расположены в областях, где существует постоянный направленный поток воздуха. VAWT, с другой стороны, в основном полезны в областях с турбулентным потоком ветра, таких как крыши, береговые линии и т. Д. В отличие от HAWT, VAWT могут работать даже при низких скоростях ветра и могут быть построены в местах, где запрещены высокие конструкции.

Горизонтальная против вертикальной оси ветротурбины: Сравнительная таблица

Резюме

И турбины с горизонтальной и вертикальной осью имеют примерно одинаковую идеальную эффективность, но HAWT более распространены. HAWT имеют весь ротор, коробку передач и генератор в верхней части башни и должны быть повернуты в направлении ветра. VAWT, с другой стороны, являются всенаправленными, что означает, что ротор может принимать поток ветра с любого направления. Следовательно, механизм рыскания не требуется. Плюс к этому они не требуют постоянной регулировки или ускорения скорости ветра. Кроме того, VAWT имеют более низкую скорость ветра при запуске, чем HAWT. Более того, они имеют сравнительно более низкую шумовую характеристику, чем HAWT, а массивные башни используются реже..