+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Вертикальные ветрогенераторы для загородного дома

Использование энергии ветра при помощи ветрогенераторов с вертикальной осью вращения является прекрасным способом обеспечения электроэнергией загородных и сельских домов, дачных и садовых домиков, фермерских хозяйств, не имеющих подключения к централизованным сетям. Таким способом также можно электрифицировать объекты, имеющие нестабильное по напряжению и частоте, или часто отключаемое электричество.

Ветрогенераторы, за счёт вращения лопастей, преобразуют энергию ветра в электрический ток. C увеличением скорости ветра, увеличивается и выработка электроэнергии. Как правило, ветряные установки производят большее количество электроэнергии в зимнее время. Потому они могут прекрасно дополнять собой солнечные батареи в те месяцы, когда коротка продолжительность светового дня. Ветряные генераторы могут быть легко интегрированы в системы солнечного электроснабжения, или использоваться как единственный источник энергии. Это хороший способ получения электричества, при наличии достаточной скорости ветра.

Вертикальные ветряные генераторы обладают великолепными характеристиками и по ряду параметров выгодно отличаются от горизонтальных. Они способны вырабатывать энергию при слабом и ураганном ветрах, чрезвычайно живучи, не боятся обильных снегопадов и ледяных дождей, снабжены минимумом электроники. Характеризуются низким уровнем шума в процессе работы.

Ветрогенераторы российского производства обладают большим сроком службы (не менее 15 лет), и не требуют обслуживания в течение первых трёх лет эксплуатации. По началу рекомендуется лишь периодический профилактический осмотр.

Зарядовая мощность отдельно стоящих ветроустановок составляет от 500 Вт до 5 кВт, при ветре 10 м/сек. Накопление энергии происходит в аккумуляторной батарее (АКБ). При помощи использования инвертора, являющегося составной частью системы и подключенного к АКБ, пользователь имеет возможность обеспечить качественным электропитанием разнообразные бытовые приборы, в том числе освещение, в течение расчётного времени.

При необходимости, можно увеличить мощность и ежедневную стабильность вырабатывания электроэнергии, установив дополнительно солнечные батареи. На самом деле, мы всегда рекомендуем сочетать ветрогенераторы с солнечными батареями, даже если вам кажется, что в вашей округе дуют относительно сильные и стабильные ветра. Наиболее ощутимы преимущества солнечных батарей в районах, где ветра достаточной силы могут отсутствовать по многу дней. Это может привести к полному разряду системы аккумуляторных батарей за эти несколько дней и оставить вас без электричества. В то же время, светлое время суток наступает неизбежно, а это означает и неизбежное начало работы установленных солнечных ФЭ модулей!

Максимальная мощность одновременно подключаемых приборов определяется мощностью инвертора напряжения. При достаточном количестве получаемой ежедневно электроэнергии от ветрогенератора (или ветро-солнечной системы), такие приборы как холодильник, охранная сигнализация или видеокамеры, могут эксплуатироваться в круглосуточном режиме.

При грамотном использовании электропотребителей, точном и сбалансированном подборе компонентов системы электроснабжения, можно полностью обеспечить потребности загородного или деревенского дома, фермерского хозяйства или небольшого производства.

Ветрогенераторы в нашем каталоге:


Наименование Мощность (Вт) Номинальное напряжение АКБ (В) Начало заряда АКБ при скорости ветра (м/с) Цена, руб
ОМ-500-12
500
12 1,5 90 000
ОМ-1000-12 1000 12 1,5 109 500
ОМ-1500-12 1500 12 1,7 127 700
ОМ-2000-24 2000 24 2 159 000
ОМ-3000-24 3000 24 2,2 249 000
ОМ-5000-24 5000 24 2,5 298 500

Ветрогенераторы делают жизнь немцев невыносимой (репортаж из Германии)

О борьбе жителей сельской Англии с промышленными ветрогенераторами

В Шахтах разработали уникальный вертикальный ветрогенератор

В Шахтах разработали уникальный вертикальный ветрогенератор

Магистрант Шахтинского филиала ДГТУ Владислав Шарабур предложил оригинальную конструкцию ветрогенератора с вертикальной осью вращения для выработки электрического тока. Уникальная разработка обладает улучшенными шумовыми характеристиками, высокой ремонтопригодностью и низкой стоимостью эксплуатации и может заменить существующие зарубежные и отечественные аналоги.

Особенность конструкции заключается в специальном размещении ограничителей поворота каждой лопасти ветрогенератора, ударяясь о которые воздушный поток создает давление и вращает ротор, вырабатывающий электрический ток.

– При движении лопастей в обратном направлении крылья ветрогенератора стремятся повернуться перпендикулярно направлению ветра, препятствуя воздушному потоку, – пояснил автор разработки, магистрант кафедры «Строительство и техносферная безопасность» ИСОиП (филиала) ДГТУ в г. Шахты Владислав Шарабур. – Мы разместили ограничители поворота каждой лопасти таким образом, чтобы они не мешали прохождению воздуха. Для исключения нежелательных колебаний при работе ветрогенератора поворотные лопасти связаны между собой шарнирными тягами.

Инновационная конструкция обладает увеличенным ресурсом работы при малых скоростях вращения элементов ветрогенератора. Такое оборудование имеет небольшие размеры ветряного колеса: высота – 1 м, диаметр – 0,6 м. Его мощность составляет до 200 Вт при скорости ветра более 1,2 м/с.

– Зарубежные и отечественные аналоги с такой же мощностью имеют размеры ветроколеса на 25-30% больше, а, как известно, чем длиннее лопасти, тем сильнее нагрузка и меньше срок службы ветрогенератора, – рассказал Владислав.

Область применения ветрогенераторов довольно обширна – оборудование необходимо в местах, где подключение к существующим электрическим сетям или доставка дизельного топлива обходится дорого. Как отмечает разработчик, свою инновацию он планирует использовать в сельском хозяйстве. Например, уникальное оборудование будет полезно при управлении заслонками в водоканалах (энергию ветрогенератора можно будет использовать для поднятия и опускания заслонок).

– Традиционные источники энергии экологически небезопасны, при этом они непрерывно потребляют различные виды топлива, запасы которого не безграничны. Ветрогенераторы могут способствовать решению проблем экологии и дефицита электроэнергии в мире, – отметил инноватор.

Владислав Шарабур ведет разработки под руководством доцента кафедры «Технические системы ЖКХ и сферы услуг» ИСОиП (филиала) ДГТУ в г. Шахты Михаила Лемешко совместно с магистрантом Павлом Чаплиным.

Разработчики изготовили и провели испытания моделей ветрогенераторов с вертикальным валом вращения и подали заявку на выдачу патента. В будущем команда ДГТУ планирует вывести свою инновационную продукцию на рынок.

Электро-ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

Некоторые страны, серьезно задумывающиеся о дополнительных источниках получения электроэнергии, используют на электростанциях ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения. Однако последние исследования в области техники позволяют предположить, что в будущем ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, станут основным источником получения энергии с помощью ветра.

Все известные на сегодняшний день генераторы можно разделить на два типа. Тип генератора зависит от вида оси, которая приводит в действие механизм. Ось может быть как горизонтального, так и вертикального типа.

Ветровые генераторы с вертикальной осью – преимущества и недостатки:

Ученые, наблюдая ветрогенератор с вертикальной осью, смогли установить, что в следующих областях данный вид генератора намного превосходит его горизонтальный аналог:

  1. Нет необходимости в дорогостоящем дополнительном устройстве, которое определяет направление ветра и направляет генератор навстречу воздушному потоку;
  2. Меньшее количество деталей которые двигаются, следовательно стоимость ремонта и затраты на производство менее значительные;
  3. Конструкция вертикального ветрогенератора ниже, поэтому при обслуживании механизма нет нужды в дополнительных приспособлениях для подъёма обслуживающего персонала на высоту;
  4. На эффективность генератора не влияет скорость и угол направления ветра.


Вышеперечисленные преимущества являются достаточно весомой причиной для продолжения исследований проводимых в данной области. Однако наряду с плюсами, вертикальные ветряные электростанции имеют ряд значительных недостатков:

  1. Огромный объем лопастей. Пожалуй, самый существенный недостаток данной разновидности ветрогенераторов. У горизонтальной турбины при общем объеме лопастей 90 метров получаемая энергия может достигать 1-3 КВт, для достижения аналогичных результатов лопасти вертикальной турбины должны иметь общую площадь 270 метров.
  2. Второй аспект плавно вытекает из первого. Ветрогенератор с вертикальной осью вращения имеет КПД почти в 3 раза ниже, чем с горизонтальной осью.

Монтаж ветрогенератора:

Единственным необходимым условием для работы ветрогенератора является наличие постоянного ветра, достаточной силы. Поэтому перед установкой вертикального ветряка стоит найти место, в котором ветер может дуть, не встречая препятствий. Обычно идеальным местом для установки ветряка будет вершина скалы или высокого холма, либо крыша дома, при условии, что она отвечает для этого техническим требованиям. Особое внимание следует уделить креплению всей конструкции ветрового генерирующего устройства, так как постоянная вибрация и давление ветра легко может завалить её.

Определить место расположения, в котором установка ветряка будет наиболее эффективной, можно при помощи интернета. Достаточно ввести в поисковик запрос о движении ветра в той области, где вы живете. Кстати, при помощи такой информации можно определить будет ли экономически выгодно устанавливать ветрогенератор вертикальный и как скоро он окупит вложенные в него средства.

Принцип работы:

Ветровые генераторы во время вращения турбин создают сразу три действующих силы: импульсную, подъемную и противодействующую им силу торможения. Импульсная и подъемная сила заставляют лопасти генератора крутится. В результате ротор генератора создает магнитное поле на статоре. Благодаря магнитному полю вырабатывается электричество.

Оправдают ли себя затраты:

Перед тем как купить вертикальный ветрогенератор, необходимо взвесить все за и против. К примеру, если воздушные потоки обходят стороной вашу местность, то эффективность использования мощного устройства вряд ли окупится. Для такой местности может подойти использование генератора маленькой мощности.

Иногда бывают места, в которых направление воздушных потоков может меняться по несколько раз в сутки, в таком случае, конечно, стоит задуматься вообще о том, является ли целесообразно использование ветряков, если да, то в таком случае единственно возможным остается использование ветрогенератора с вертикальной осью вращения.

Цена за генераторы варьируется в зависимости от мощности электростанции. Так станцию с мощностью 2 КВт можно приобрести за 6200$, а если мощность достигает 10 КВт – то на такой вертикальный ветрогенератор цена может достичь 40000$. Для получения электричества способного подзарядить аккумуляторы в автомобиле или мобильнике можно купить станцию мощностью 0,6 КВт, ее стоимость не будет превышать 3000$.
Генераторы могут существенно различаться в цене в зависимости от производителя и их вида. Цена на ветряк отечественного производителя обычно на треть дешевле импортного, а качество станции практически одинаковое.

Приобретение генератора работающего от ветра возможно при условии, что есть возможность вложить крупную сумму денег в долгосрочную инвестицию и при наличии благоприятных погодных условий.

Ветряки с вертикальной осью вращения

Актуальность внедрения альтернативных источников энергии побуждает изобретателей и конструкторов всё больше наращивать возможности в этой области. Ветровые установки, уже давно оправдавшие свою эффективность использования, разделяются на два типа: с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Отличаются они расположением вращающегося ротора, соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Горизонтальные — это всем известные вентиляторы на высоких мачтах, что же из себя представляет ветряк с вертикальной осью вращения?

Как это работает?

Ветряк с вертикальной осью вращения имеет турбину значительно больших размеров, чем с горизонтальной. Диаметр роторов промышленных ветряков может достигать 270-300 метров (проект Maglev Turbine). Ротор располагается вертикально, значительно уменьшая количество подвижных деталей, ведь ему нет необходимости «быть по ветру», потому конструкция значительно упрощается.

Огромный ветрогенератор Maglev Turbine

Отличие этого типа ветроустановок заключается в особенностях действия лопастей механизма: вращаясь вокруг опоры по принципу самостабилизации, они реагируют на силу ветра и выравнивают скорость вращения. Это схоже с принципом работы юлы, которая самостабилизируется при увеличении скорости вращения. Ветродвигатели характеризуются тихоходностью, допускается использование простых электросхем.

Более распространённым и привычным для использования считается тип с горизонтальной осью. Но стереотипное суждение о том, что вертикальные ветряки не способны составить им конкуренцию − недостаточно обосновано с технической точки зрения.

Виды ветряков с вертикальной осью вращения

Преимущества ветряка с вертикальной осью вращения:

  • Независимость генерирования энергии от силы и наклона ветра. Работа установки возможна уже при минимальной скорости воздушных потоков. В районах со шквальными ветрами — они незаменимы.
  • Меньшая подверженность механическим повреждениям из-за особенностей конструкции, предусматривающей небольшое количество подвижных деталей.
  • Саморегулирование ветрогенератора с вертикальной осью позволяет отказаться от покупки дополнительных комплектующих.
  • Бесшумность. Благодаря этому свойству ветряк можно устанавливать вблизи от жилых комплексов. Не наносится урон окружающей среде шумовым загрязнением.
  • Небольшая высота упрощает замену и уход за деталями. Установка ветроустановки с вертикальной осью целесообразна в местах, где нежелательны высокие сооружения.
  • Устройство на воде таких ветряков значительно проще, чем с горизонтальной осью. Классические ветряки должны основанием упираться в дно моря или океана, в то время как вертикальные можно располагать на плавучем основании, лишь закрепив его тросами.

Наряду с заманчивыми преимуществами, у данного типа существует и ряд недостатков, связанных с особенностями его конструкции. Изучив нижеприведенные изъяны, многие покупатели отдают предпочтение горизонтальной оси, ведь её КПД зачастую превосходит вертикальную.

Недостатки ветрогенераторов с вертикальным ротором:

  • Значительно меньшая эффективность (практически в два раза) по сравнению с ветряками имеющими горизонтальную ось вращения.
  • Увы, меньшая эффективность совсем не означает меньшую стоимость. В этом случае существует оборотная зависимость: вертикалки существенно дороже. Разница в цене с горизонтальными ветряками может составлять 2-3 раза!
  • Громоздкость. Как говорилось, огромные лопасти – главная внешняя особенность этих генераторов. Они создают неудобства как в изготовлении, так и в установке. Хотя эта проблема на сегодня решается, путем усовершенствования конструкции лопастей.
  • Слабое место этого типа ветряков – опорные подшипники.

Стоимость ветряка с вертикальной осью вращения:

Заплатить за ветряки с вертикальной осью вращения придется в зависимости от их мощности. Комплект в 1000 Вт обойдётся около 3300€, 2000 Вт – 5200€, а мощность в 3000 Вт оценивается примерно в 8200€. Для производства больших объёмов энергии, установка в 10 КВт будет стоить от 30000€.

Цены на продукцию отечественных производителей намного ниже, чем на импортные товары. Стоит отметить, что качество российских марок практически не уступает иностранным и благодаря этому можно существенно сэкономить.

Пример работы вертикально-роторного ветряка (видео):

 

Ветрогенераторы с горизонтальной и вертикальной осью Статьи о ветряных установках

« Назад

Классификация установок с приводом от ветра

Классификация типов ветрогенераторов начинается с положения их оси:

  1. Установки с горизонтальной осью или горизонтальные. Высокая скорость вращения обеспечивает достаточно высокий к.п.д. Большинство энергетических генераторов строят по этой схеме.

    Бывают несколько разновидностей. Все используют лопасти с поперечным профилем, аналогичным профилю крыла.

    • Однолопастные – вместо второй лопасти установлен небольшой обтекаемый противовес. Могут развивать высокую скорость и за счет этого уменьшить вес и габариты установки.
    • Двухлопастные – от предыдущих почти не отличаются.
    • Трехлопастные – подавляющее большинство промышленных мощных установок. Мощность может достигать 5 – 8 МВт.
    • Многолопастные – до 50 лопастей. Тихоходные, с большой силой вращения. В ХХ веке использовались для водяных насосов.

    Установки требуют флюгерный механизм. На сильном ветре нужно торможение или флюгирование лопасти, т. е. ее поворота для уменьшения скорости.

  2. С вертикальной осью, т. е. вертикальные ветрогенераторы.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

Вращение начинается при малейшем движении ветра. Его направление не имеет значения.

Наиболее известные конструкции ветрогенераторов с вертикальной осью вращения:

  1. С роторами Савониуса. Роторы по горизонтали имеют S-образную форму. Характеризуются небольшой скоростью и большим моментом. Бывают двух- и многолопастные конструкции.Разновидностью является щелевой ротор Савониуса, в котором между лопастями в зоне оси механизма имеется щелевой зазор, который увеличивает эффективность вращения.
  2. С ротором Дарье. Несколько узких лопастей полукруглой или треугольной формы с профилем крыла. Малый момент в начале движения компенсируется большой скоростью. Удельная мощность по отношению к массе достаточно велика.
  3. С ротором на эффекте Магнуса. Подъемная сила возникает при вращении цилиндра. Разновидностями являются роторы Флетшера и Мадараса. При обтекании цилиндра потоком воздуха и его вращении возникает сила, перпендикулярная направлению потока.
  4. Ортогональные ветродвигатели или малые ветрогенераторы. Несколько лопастей параллельных оси установки, размещенных на небольшом расстоянии от оси. Эффективность снижается движением лопастей против ветра на нерабочей части. Число лопаток – от трех до десятка.
  5. Многолопастные роторные ветрогенераторы с направляющим аппаратом. Снаружи установлено несколько неподвижных поворачивающихся плоскостей, направляющих поток воздуха на вращающиеся лопасти. Поток воздуха подается под самым оптимальным углом, повышая энергоэффективность устройства.

 

Роторные ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

Кто за вертикаль? Кто против?

Если бы мы оказались на собрании специалистов, спорящих какие ветряки выгоднее поставить возле загородного дома или котеджном посёлке – ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, или горизонтальные, то предстала бы такая атмосфера, выдающая плюсы-минусы этих видов ветроустановок. Сначала о преимуществах вертикального ветряка:
  • почти бесшумный при самых сильных порывах ветра;
  • обеспечивает оптимальный КПД при любых ветровых капризах;
  • ловит любые направления движения воздуха;
  • неприхотлив;
  • отсутствие токосъёмных щёток не требует их замены;
  • берёт старт при минимальном дуновении ветерка до 1 м/сек;
  • в его конструкции используется лишь один подшипник за счёт левитации оси;
  • его можно располагать вблизи дома, или на крыше;
  • не требует дополнительных приборов для запуска;
  • совершенно безобиден для птиц, пчёл, окружающей среды;
  • не боится мокрых снегопадов и обледенений.

А те, кто предпочтение отдаёт горизонтальным ветрякам, отмечают один из немногих, но существенных недостатков вертикалок:

  • не эффективно используют ветровую энергию по сравнению с горизонталками;
  • больше уходит материала на их сборку;
  • заметная разница цен в сторону завышения.

Их оппоненты не сдаются: ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, возражают они, неприхотливы к порывам ветра при любых направлениях (вихреобразных), что даёт возможность устанавливать их в местах с небольшими пространствами. Кроме того, им безразличны разрушительные ураганы, так как при увеличивающейся скорости вращения повышается устойчивость оси с крыльчаткой. В довершение преимуществ вертикалок перед традиционными горизонтальными ветроустановками является то, что их можно использовать где угодно: на крышах домов, на платформах, вышках, таёжных бытовках, вагончиках.

Хотя, как бы ни спорили о плюсах-минусах той или иной установки, а перевешивают аргументы практики. Они дают возможность оценивать достоинства, недостатки любой ветрогенераторной установки при конкретных условиях работы.

Да, горизонтальный ветряк дешевле, зато вертикальный не потребует больших средств при монтаже и установке. Да, горизонтальный ветрогенератор имеет более высокий КПД, зато роторный ветрогенератор не требует поднятия на большую высоту, чем упрощает его эксплуатацию. Да, горизонтальный ветряк требует меньше материала на крыльчатку, зато его собрат более устойчив к ураганным ветрам.

Как говорится, кто куда, а я в сберкассу. Кто за что, а большинство за вертикальные ветряки. Тем более, с каждым годом изобретатели усовершенствуют эту установку и она скоро выйдет в число лидеров по спросу.

Ветер – на деньги!

Стоп! Вы не ошиблись, случаем, в смысле заголовка? Не поменять ли слова местами? – можешь спросить уважаемый читатель. Нет, когда речь идёт о том, как роторный ветрогенератор победно шествует по нашей планете, уверенно занимает место под солнцем, — такое словосочетание вполне приемлемо.

Для доказательства данного утверждения можно привести один пример из тысячи вариантов. Возьмём подобное детище конструктора Александра Сергеевича Абрамова. На просторах России именно ему принадлежит идея выгодного использования роторного ветрогенератора. Потому что при главном достоинстве этой установки работать при малейшем дуновении воздуха, при любом его направлении, такой ветрогенератор как нельзя лучше пригоден для слабых российских ветров.

Кто будет спорить с тем, что выгоднее иметь подле своего дома более чувствительную ветроустановку, чем ту, которая согласна работать только при довольно сильных ветрах. А где такие найдёшь на бескрайних просторах России?

Именно Абрамову впервые в России пришла мысль перейти на производство, а также на внедрение таких ветрогенераторов. Что самое ценное в этой идее – при вечном дефиците материалов для строительства ветряка, да плюс при знаменитой выдумке русского народа – такую установку может смастерить даже самый ленивый сельский мужичок. Не верите?

Подобный ветрогенератор без особого труда можно сконструировать из самых подручных материалов, валяющихся буквально под ногами: из больших, 3-х литровых пластиковых бутылок, из жестяной банки, фанеры или текстолита, стальной оси, бросового электромотора. Схема вертикального простейшего ветродвигателя из консервной банки (см. на рис).

Достаточно разрезать бутылку пополам, скрепить её вогнутыми сторонами в противоположные стороны, а по центру смастерить ось вращения, которая должна быть связана с генератором. Всё. Ветряк готов к работе. Можете брать его в походы. Он осветит вашу таёжную, походную палатку, зарядит батарейку телефона, ноутбука.

Здесь необходимо пару слов сказать о самом Абрамове. Александр Сергеевич – старейший приверженец мастеровитости, ни одного дня не представляющий себя без технического творчества. В его мозгах, а потом на бумаге, появлялись всё новые модели двигателей, которые работают за счёт немыслимых, для поверхностного взгляда, источников энергии. До самых своих последних дней (а прожил он 96 лет), Александра Сергеевича интересовали роторные ветрогенераторы, которым он предсказывал большое будущее. Изобретатель был глубоко убеждённым в том, что из ветра-таки можно делать деньги. Причём, легко.

Известно пренебрежение конструкторов к роторным ветрогенераторам. Якобы, они по сравнению с горизонтальными ветряками малоэффективны в использовании энергии ветра. Александр Сергеевич Абрамов не возражал своим оппонентам. Он просто молча сделал, опробовал несколько моделей собственной конструкции вертикальных ветрогенераторов. Все его конструкции продемонстрировали безукоризненную эффективность при любых напорах воздушного потока, начиная от лёгкого дуновения до ураганного ветра. Это главнейшее отличие их от своих горизонтальных собратьев говорит о многом. Бесполезное дело – сотрясать воздух спорами, криками, лучше сделать. Показать.

Вот ещё наглядный пример самостартующегося ветрогенератора с вертикальной осью при скорости ветра меньше 1 м/сек. В этом видео показан экспериментальный образец вертикального ветряка, который начинает вращаться в условиях совсем незначительного движения воздуха. Даже ветки деревьев неподвижны, а ветряк медленно вращает свои крылья, радуя глаз изобретателя.

В заключение необходимо добавить, что роторные ветрогенераторы мало того, что бесшумны, способны работать при любых ветрах. Сегодня они выпускаются с двух и трёх – ярусными роторами применительно к мощности установки и господствующим в данной местности ветрам.

В.Ильин

как работает, достоинства и недостатки

Как работает вертикальный ветрогенератор

Данные установки преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую энергию вращения приводного вала. Вертикальная ось ветровой турбины соединена с ротором, работающим также в вертикальном положении. Ротор и генератор расположены в нижней части башни.

Лопасти ветряка присоединены прямо к центральной оси, соединенной с ротором генератора. Генератор располагается в нижней части установки, иногда даже на уровне земли.

Таким образом, при вращении лопастей винта ротор генератора также приходит в движение и, следовательно, появляется возможность выработки электроэнергии.

Видео: работа генератора с вертикальной осью вращения

Рассматриваемые ветряки не нуждаются в дополнительном оборудовании, которое определяет направление ветра и корректирует положение ветряка в соответствие с ним. На ветрогенераторах с горизонтальной осью вращения в качестве подобного устройства выступает специальная хвостовая лопасть.

Кроме того, эти турбины более устойчивы к турбулентности, чем стандартные горизонтальные.

Перечислим некоторые из доступных на сегодняшний день моделей таких генераторов: Giromill, ротор Дарье, ветряные мельницы с вращающимися парусами и турбины Савониуса.

Преимущества

  • Основным достоинством является ортогональное расположение оси ротора, позволяющее размещать устройство вблизи поверхности земли. Соответственно, ветрогенератор и передаточный механизм расположены на этой же высоте и не требуют сооружения высоких конструкций для их установки.

  • Кроме того, турбина не обязательно должна быть ориентирована по направлению ветра, что делает её очень простой в эксплуатации.

  • Применение вертикальных ветрогенераторов даёт высокий эффект при их установке на верхней части холмов, столовых гор, по линии горных хребтов и в других местах, где вблизи поверхности земли присутствуют турбулентные потоки воздуха.

  • В местах, где запрещено размещение высотных ветровых турбин, могут быть расположены вертикальные. При этом, вы сэкономите денежные средства и время, которые потребовались бы вам для получения соответствующих согласований для разработки и монтажа высоких башенных установок ветряков с горизонтальным расположением вала.

  • Также, неоспоримым преимуществом устройств с вертикальным валом является их возможность поворота в любом направлении вместе с ветром.

Недостатки

  • Одним из недостатков вертикальных турбин является их низкая эффективность в зоне постоянных ветров. Это происходит из-за высокой силы сопротивления, действующей с противоположной стороны, при попытке захватить движущийся поток воздуха.

    Поэтому, на равнинах и других местах с преобладающими постоянными ветровыми потоками наилучшим вариантом являются горизонтальные ветроустановки. Они позволяют наиболее полно использовать энергию ветра в данных районах.

    При наличии же турбулентных потоков у поверхности земли рекомендуется применять ортогональные ветроустановки.

  • Другим минусом вертикальных ветроустановок является возможность разрушения лопастей винта. Это вызвано тем, что при вращении вокруг главной оси, на них постоянно воздействуют центробежные силы. То есть, со временем, лопасти сгибаются, трескаются и разрушаются. При их поломке вся машина выходит из строя.
  • Если разместить ветряк рядом со зданием, то он не будет работать, так как находится в мертвом воздушном пространстве.
Вывод

Вертикальные ветроустановки существуют в течение тысяч лет, но из-за плохой надежности и эффективности они не пользуются популярностью. Однако, их продолжают выпускать и по сей день.

Производители утверждают, что данные устройства могут уловить ветер любого направления, что, по сути, также верно и для горизонтальных турбин.

По сравнению с горизонтальными установками, рассматриваемые модели обладают меньшим коэффициентом полезного действия.

Ветряная турбина с вертикальной осью

— обзор

Ветряная турбина с горизонтальной осью

Причина отказа от ветряной турбины с вертикальной осью может быть найдена в альтернативной машине с горизонтальной осью, которая оказалась гораздо более успешным и надежным средством сбора урожая ветра энергия. Сегодня «рабочей лошадкой» ветроэнергетики является трехлопастная ветряная турбина с горизонтальной осью, установленная на трубчатой ​​башне. Эта конструкция за последние 20 лет стала стандартом для крупных одиночных турбин и ветряных электростанций как на суше, так и на море.До этого, в период с конца 1970-х до начала двадцать первого века, было испытано большое количество вариантов. Сегодня, хотя базовый формат является стандартным, остаются вариации в трансмиссии и конструкции лопастей, а также новые подходы к конструкции башни, которые проходят испытания, чтобы упростить установку очень больших турбин на берегу.

Стандартная ветряная турбина общего назначения имеет ротор с тремя лопастями, поскольку это считается оптимальным компромиссом между балансом и стоимостью.В прошлом были построены роторы других типов, в том числе турбины с одной, двумя, тремя, четырьмя и, в редких случаях, даже с большим числом лопастей. Чем больше лопастей, тем более равномерно сбалансирован ротор. Кроме того, скорость вращения ротора для идеального захвата энергии будет тем ниже, чем больше у него лопастей, и это может, в принципе, позволить построить более крупные турбины, потому что центробежное напряжение ниже при более низкой скорости вращения. В определенных пределах большее количество лезвий может улавливать больше энергии. Обратной стороной роторов с множеством лопастей является их стоимость.Лопасти сложны и дороги, поэтому чем их меньше, тем дешевле ветряная турбина. Крайний, ротор с одной лопастью, был испытан, но не оказался практичным; Две лопасти могут улучшить балансировку ротора, но по-прежнему создают проблемы, отсюда и стандартизация трех лопастей.

Скорость вращения ротора определяется в первую очередь ветром, но должны быть средства управления этим. Управление скоростью вращения осуществляется либо пассивно с использованием лопасти с формой крыла, которая автоматически замедляется, если скорость ветра становится слишком высокой, либо с помощью подвижных элементов в лопастях, которые позволяют количеству энергии, отбираемой от ветра, изменяться в зависимости от скорости. меняется.Ротор турбины также нуждается в тормозной системе, которую можно использовать для полной остановки его вращения, особенно в условиях очень сильного ветра.

Ротор установлен на одном конце приводного вала, другой конец которого соединен с генератором. Между этими двумя элементами может быть редуктор, чтобы согласовать скорость вращения ротора, которая обычно очень низкая по стандартам генераторов, со скоростью вращения, необходимой генератору для выработки переменного тока и напряжения на частоте сети.Основные компоненты привода ветряной турбины с горизонтальной осью показаны на Рисунке 3.3. Эта трансмиссия может иметь самые разные вариации, поскольку конструкторы пытаются создавать более эффективные и надежные ветряные машины. Они могут включать в себя полное исключение коробки передач, чтобы ротор приводил в действие генератор напрямую, и использование некоторой формы генератора с регулируемой скоростью, которая может извлекать оптимальное количество энергии из ветра независимо от скорости ветра. В ранних ветряных турбинах в качестве генераторов использовались модифицированные электродвигатели.Они не могли поддерживать частоту сети сами по себе и требовали, чтобы сеть контролировала скорость, с которой они вращались. Однако современные турбины должны поддерживать частоту сети независимо от сети.

Приводная передача размещена в конструкции, называемой гондолой, которая находится наверху башни ветряной турбины. Гондола защищает компоненты от непогоды. Вся конструкция верхней части башни прикреплена к башне через подшипник, который позволяет гондоле вращаться вокруг вертикальной оси, так что ротор всегда обращен против ветра.Чтобы сохранять ориентацию при изменении направления ветра, гондола должна быть оборудована двигателем рыскания, который при необходимости перемещает конструкцию верхней части башни. Многие более ранние ветряные турбины использовали ротор, обращенный против ветра. Это позволяло ветру контролировать ориентацию, поэтому двигатель рыскания не требовался. Однако такая конструкция может увеличить как шум от турбины, так и усталостное напряжение, поэтому предпочтительна ориентация против ветра.

Башня, на которой монтируется гондола, сегодня обычно представляет собой трубчатую стальную конструкцию.Башня будет сужаться, так что основание будет иметь больший диаметр, чем вершина. Возможны и другие методы строительства, включая использование бетона, хотя он обычно оказывается дороже стали. В первые годы развития ветряных турбин решетчатые стальные башни также были обычным явлением, но сегодня они редко встречаются, за исключением машин малой мощности. Небольшие ветряные турбины могут также использовать другие башенные конструкции, такие как треноги, столбы и растяжки. Башня большой ветряной турбины общего пользования будет иметь лифт для доступа к гондоле, а в ее основании будет трансформатор для повышения напряжения мощности от машины до ее подачи в сеть, обычно через местную подстанцию.

Для турбины и башни требуется устойчивый фундамент, чтобы ветер не опрокидывал конструкцию. На суше это обычно массивная бетонная конструкция, часто со стальной арматурой, которая зависит от прочности почвы, в которой она находится, чтобы противостоять силам, оказываемым ветром на башню. Для морских сооружений часто используются более сложные фундаменты, в том числе моноблоки, которые вбиваются в морское дно, и многоногие опоры, такие как треноги.

Хотя одиночные ветряные турбины являются обычным явлением, наибольшее количество больших ветряных турбин приходится на ветряные электростанции.Это группы ветряных турбин, расположенных так, что они могут эффективно улавливать энергию ветра на большой площади земли, не мешая друг другу. Для оптимизации компоновки ветряной электростанции необходимо проанализировать динамику ветрового потока через турбины и вокруг них. Большая ветряная электростанция будет действовать как единая электростанция, при этом энергия от каждой турбины будет собираться на местной подстанции перед подачей в сеть. Поскольку районы с хорошим ветровым режимом часто находятся далеко от центров спроса на электроэнергию и, следовательно, не расположены близко к магистральной сети энергосистемы, большие ветровые установки часто нуждаются в специальном подключении к сети, которое может поддерживать ее выработку.В регионах, где имеется большое количество ветряных электростанций из-за наличия особенно хороших ветровых ресурсов, коммунальные предприятия начинают создавать специальные ветровые сети для транспортировки этой энергии.

Размер ветряных турбин неуклонно растет с 1970-х годов. В таблице 3.1 показано, как увеличился средний размер устанавливаемых ветряных турбин между 1984 г., когда он составлял около 30 кВт, и 2009 г., когда средний размер установленных блоков составлял 1,6 МВт. В 2012 году средний размер турбины составлял 1,8 МВт. С тех пор средний размер стал еще больше, так что в середине второго десятилетия двадцать первого века он, вероятно, составлял от 2 до 3 МВт.В 2014 году средний размер оффшорных ветряных турбин составлял 4 МВт. Средний размер будет еще больше, особенно оффшорных, поскольку будут представлены машины с индивидуальной генерирующей мощностью, приближающейся к 10 МВт. Эффект масштаба означает, что более крупные машины, как правило, дешевле, поэтому эта тенденция, вероятно, сохранится, если не будет достигнут некоторый естественный предел или размер не станет фактором.

Таблица 3.1. Средний размер ветряной турбины

Год Средний размер ветряной турбины (кВт)
1984 30
1989 150
1993 226
1996 642
1998 750
2000 800
2002 1100
2005 1300
2009 1600
2012 1800

Источник: Composites World, Riso and Force Energy, Wind Systems, Navigant.

Лучшие ветряные турбины с вертикальной осью для домашнего использования: обзор

Когда мы думаем о ветряных турбинах, мы почти наверняка представляем себе огромные ветряные электростанции на вершинах холмов в сельской местности или построенные в море. Мы, наверное, и не думаем покупать такой для дома. К счастью, технологические достижения в области возобновляемых источников энергии таковы, что теперь вы можете купить вертикальные ветряные турбины для домашнего использования, которые имеют элегантный дизайн, эффективны, когда дело доходит до космоса, и могут использовать силу ветра даже при легком ветру.

Независимо от того, хотите ли вы обеспечить электропитание определенной части вашего дома, хранить излишки энергии в резервном генераторе на случай отключения электроэнергии, или вы хотите добавить дополнительный элемент возобновляемой энергии в свой текущий проект дома с экологически чистой энергией, инвестируя в Вертикальная ветряная турбина — это разумный способ максимально использовать один из самых сильных, самых щедрых и бесплатных ресурсов природы: ветер. Мы рекомендуем использовать вертикальную ветряную турбину в дополнение к установке солнечных батарей, чтобы максимально использовать возможности возобновляемой энергии.

Обзор лучших продуктов

Взглянув на наши подборки из высшей категории, пришло время более глубоко взглянуть на самые лучшие генераторы ветряных турбин, которые может предложить рынок. Вот они, краткий обзор плюсов и минусов.

TQ 500W AC 12V 24V Ветряные турбины Генератор Фонарь

  • Марка: TQ
  • Низкая скорость ветра при запуске, высокая эффективность
  • Использование интеллектуального микропроцессорного управления высокой мощности с отслеживанием
  • Эффективность защиты от тайфуна выше
  • Безопасный и надежный операция

Как и большинство имеющихся на рынке ветряных турбин в форме фонаря (которые, как правило, имеют схожие эксплуатационные запасы), этот комплект мощностью 500 Вт от TQ начинает использовать энергию ветра от 2 м / с. мощность, и работоспособна от -40 ℃ ~ 80 ℃ и при ветре до 45 м / с.

Лопасти этой домашней ветряной турбины изготовлены из литого под давлением алюминиевого сплава и установлены на запатентованном интеллектуальном микропроцессоре с электромагнитной осью, что позволяет максимально эффективно использовать даже небольшой ветер. Немного дороже по сравнению с конкурентами, TQ 500W все равно станет хорошим дополнением к вашей ветроэнергетической системе; однако остерегайтесь вводящей в заблуждение информации в его списке (указывается номинальная мощность 5000 Вт, а не фактические 500 Вт его выходной мощности).

Плюсы:

  • Универсальный и надежный
  • Интеллектуальный микропроцессор и электромагнитная ось работают даже при небольшом ветре

Минусы:

  • Меньше мощности за большие деньги по сравнению с конкурирующими брендами
  • Вводящая в заблуждение информация о листинге Amazon
  • Не поставляется с контроллером.

Smaraad New Energy 400W Ветрогенератор с вертикальной осью турбины

  • Торговая марка: Smaraad
  • Горизонтальное вращение с высокой эффективностью.
  • Лопасти изогнутой формы

Как и в случае с нашим выбором «Самая тихая конструкция», в ветряной турбине Smaraad New Energy 400 Вт используются «умные» лопасти в форме крыльев самолета, чтобы минимизировать занимаемое ею пространство и при этом максимизировать выходную мощность. Smaraad обещает, что срок службы этого продукта составляет 20 лет, и предлагает своим клиентам гарантию на 1 год.

Небольшой, легкий и устойчивый Smaraad может работать при скорости ветра 2,5-25 м / с. Намного дороже, чем многие из продуктов в этом списке, с более узким полем оптимальной работы и мощностью всего 400 Вт, мы все же решили включить его в наш список для его

Плюсы:

  • Заметно тише, чем ветряные турбины, спроектированные фонарями
  • Несколько вариантов цвета
  • Поставляется с контроллером MPPT 400 Вт

Минусы:

  • Самый дорогой продукт в нашем списке
  • Работает только при скорости ветра до 25 м / с
  • Только выходная мощность 400 Вт

FLYHERO Ветрогенератор 600 Вт, 12 В / 24 В

  • Бренд: FLYHERO
  • Низкая скорость запуска
  • Высокое использование энергии ветра
  • Использование гибридных уличных фонарей на ветровой солнечной энергии

Еще одна ветряная турбина, разработанная с использованием фонаря для вашей возобновляемой энергии Системы FLYHERO вырабатывают впечатляющую мощность 600 Вт и начинают вырабатывать электричество при скорости ветра всего 2 м / с.В гладком белом цвете и с пятью лопастями из нейлонового волокна вы можете купить эту ветряную турбину с мощностью 12 В или 24 В, в зависимости от ваших потребностей.

FLYHERO обещает простую установку и еще более легкое обслуживание. Также с контроллером создание вашей домашней системы, использующей экологически чистую энергию, не может быть проще с таким простым продуктом, как этот.

Плюсы:

  • Мощность 600 Вт
  • Возможности 12 В или 24 В означают большую универсальность для пользователей
  • Простота установки и обслуживания

Минусы:

  • Немного дороже, чем другие почти идентичные продукты конкурентов

TOPINCN 12 В Комплект ветрогенератора с вертикальной осью 600 Вт

  • Торговая марка: TOPINCN
  • Трехфазный двигатель переменного тока
  • Принятие 5-створчатой ​​вертикальной лопасти и двухосевой фланцевой башни
  • Широкое применение

Мы назвали эту домашнюю ветряную турбину нашей лучшей ценностью «покупай, но не обманывайся, думая, что« ценность »- это код для дешевой.Отнюдь не. Вертикальная ветряная турбина TOPINCN 600 Вт 12 В изготовлена ​​из алюминиевого сплава и нержавеющей стали и предназначена для работы в любых погодных условиях, кроме самых экстремальных.

Используя простой 6-этапный метод установки, производитель предоставляет детализированные схемы разборки продукта, которые помогут вам справиться с разборкой и повторной сборкой ветряной турбины. Кроме того, его магнитный трехфазный двигатель переменного тока помогает снизить крутящий момент сопротивления на этом ветрогенераторе, эффективно увеличивая его эффективность и мощность, которую он генерирует.

Плюсы:

  • Самый доступный продукт на рынке
  • Прочная конструкция из алюминиевого сплава и нержавеющей стали
  • Мощная выходная мощность 600 Вт
  • Простая установка

NINILADY Free Energy 600 Вт Вертикальный ветрогенератор

  • Бренд: NINILADY
  • Конструкция изогнутых лопастей
  • Горизонтальное вращение и конструкция крыла самолета
  • Радиус вращения

Это может быть намного более дорогая конструкция, чем более типичная конструкция фонаря других вертикальных ветряных турбин, но мы не можем не полюбить NINILADY 600W Комплект.Разработанный так, чтобы максимально использовать доступное вам пространство, NINILADY работает при скорости ветра всего 2,5 м / с.

Это также наш фаворит «Самый бесшумный дизайн». Это означает, что если вас беспокоит снижение шума, мы настоятельно рекомендуем вам взглянуть на этот конкретный продукт. Единственным серьезным недостатком его конструкции является то, что, будучи почти бесшумным, компактным и простым в установке, он не имеет такого динамического рабочего диапазона, как модели конкурентов, разработанные с использованием фонаря, и работает только между двумя.Ветры 5 и 25 м / с.

Плюсы:

  • Уникальный компактный дизайн
  • Почти бесшумный при работе (незаметный уровень шума)
  • Привлекательный

Минусы:

  • Дорогой
  • Не такой универсальный, как другие модели

MONIPA

Генератор ветровой турбины 600 Вт, 24 В постоянного тока

  • Бренд: MONIPA
  • Высокая производительность
  • Фонарь Мотор Вертикальная ось Ветряная мельница

С 5 лопастями из нейлонового волокна, расположенными в привлекательной форме фонаря, и выкачивающими 600 Вт постоянного тока 24 В, MONIPA вертикальный Осевая ветровая турбина максимально использует энергию ветра, несмотря на ее небольшой и компактный корпус.Он идеально подходит для домов, уличных фонарей, мониторинга освещения, использования на море, а также для дополнения уже существующей энергосистемы.

Также доступный (лишь немного дороже, чем наш комплект Best Value), трехфазный генератор Maglev от MONIPA работает от ветра со скоростью от 2 м / с и до 45 м / с, в то время как он может выдерживать температуры от -40 ℃ (минимум) до 80 ℃ (максимум).

Плюсы:

  • Доступный
  • Долговечный
  • Универсальный

Справочник покупателя

При рассмотрении вопроса об установке ветряной турбины в вашем доме важно учитывать несколько моментов.

Пространство и расположение

Где вы собираетесь установить у себя дома ветряную турбину с вертикальной осью? Очевидно, вы захотите установить его там, где ваша собственность наиболее подвержена ветру — например, телефонные столбы станут отличной опорой для ветряных турбин. Однако вам также необходимо убедиться, что в выбранном вами комплекте имеется достаточная длина проводки для подключения к вашей основной электросети или системе возобновляемых источников энергии. Что касается места, то, если вам это нужно, то предпочтительнее использовать один из комплектов с крыльями самолета, тогда как если у вас есть свободное место, вполне подойдет ветряная турбина в форме фонаря.

Шум

Размеры ветряных турбин, которые мы обсуждали в этой статье, на самом деле недостаточно велики, чтобы быть особенно шумными, но если предположить, что вы живете в тихом районе и не хотите каких-либо дополнительных помех, то опять же , эти комплекты лопастей самолета предпочтительнее (хотя и дороже).

Бюджет

Это может показаться очевидным, но это важный элемент, который необходимо учитывать. Больше не всегда означает лучше, и в случае домашних ветряных турбин с вертикальной осью ни одно дорогое не всегда означает больше мощности.Фактически, наша «Лучшая бюджетная» турбина дает действительно хороший импульс по очень привлекательной цене, а также долговечна. Не позволяйте обманом тратить больше без необходимости — будьте осторожны со своими деньгами и взвешивайте стоимость с тем, как выбранный вами продукт сравнивается с другими более дешевыми вариантами.

Требуемая мощность

Это, несомненно, самая важная вещь, которую необходимо учитывать. В частности: что вы хотите получить от своей домашней ветряной турбины? Простой факт в том, что если вы хотите, чтобы ветряная турбина вносила большой объем электроэнергии в вашу домашнюю энергетическую систему, то использование одной только вертикальной ветряной турбины — это , просто не сократите ее до .Мы настоятельно рекомендуем добавить вертикальную ветряную турбину в качестве дополнительного элемента к системе возобновляемой энергии, желательно соединить турбину с солнечной энергией, чтобы даже при слабом ветре вы могли использовать возобновляемую энергию солнца. Более того, если у вас есть для этого земля и вы хотите полностью отключиться от сети, мы рекомендуем инвестировать в горизонтальную ветряную турбину — конечно, больше денег, но в равной степени вы получите гораздо больше энергии.

Pinterest Board

Ознакомьтесь с нашей обновленной доской Pinterest с лучшими вертикальными ветряными турбинами для дома:

Часто задаваемые вопросы

Почему вы рекомендуете совмещать энергию ветра с солнечной?

Если вы используете только энергию ветра, что тогда происходит в тихий солнечный день? Соединение недавно купленной ветряной турбины с вертикальной осью и домашней солнечной системой означает, что даже в те дни вы можете использовать возобновляемые источники энергии; а затем, когда у вас будет солнце и ветер , вы сможете втянуть всю зеленую энергию, какую только возможно.

В чем разница между двумя основными конструкциями вертикальных домашних ветряных турбин?

Более высокая из двух, которую мы здесь назвали «лопастями с крыльями самолета», предназначена для максимального увеличения эффективности использования пространства и снижения шума, в то время как турбины «в форме фонаря» передают мощность в космос и производят единиц. немного больше шума на (хотя все еще может похвастаться довольно тихим уровнем работы).

В чем разница между «вертикальными» и «горизонтальными» домашними ветряками?

Во многом то же самое, что и разница между двумя различными конструкциями вертикального типа — в одном отдается предпочтение пространству над энергией, а в другом — энергии над пространством.«Горизонтальные» турбины, подобные тем, что вы видели на ветряных электростанциях, производят намного больше энергии, чем их вертикальные собратья, но как таковые занимают гораздо больше места; тогда как «вертикальные» турбины малы и достаточно компактны, чтобы их можно было установить практически на любом участке, независимо от места, но они, как правило, не производят столько энергии.

Легко ли установить эти домашние ветряные турбины?

Большинство из них, да. Однако вам понадобится генератор, чтобы подключить их или подключить напрямую к устройству, которое вы хотите использовать с помощью энергии ветра.Возможно, более сложный в установке, чем солнечная энергия, так как требует некоторых ноу-хау в области электропроводки.

Роберт — специалист в области возобновляемых источников энергии и устойчивого развития с более чем 10-летним опытом работы в области солнечной и возобновляемой энергетики.

Имея опыт работы в различных отраслевых организациях, он руководит semprius как страстным проектом, продвигающим идеи и продукты в области возобновляемых источников энергии.

Последние сообщения Роберта Ласвелла (посмотреть все)

Новые 6-лопастные ветряные турбины с вертикальной осью могут обеспечить безопасность вашего автономного дома в течение 30 лет

Новая 6-лопастная турбина IceWind с вертикальной осью для выработки электроэнергии с помощью ветра.

IceWind

Обновлено 21 августа с комментариями специалиста по ветроэнергетике

Исландская компания по возобновляемым источникам энергии IceWind запускает свои инновационные шестилопастные ветряные турбины для домашнего использования в США.

В настоящее время на долю ветра приходится 7,2% электроэнергии, вырабатываемой в Соединенных Штатах, и IceWind утверждает, что менее чем за десять лет, к 2030 году, эта цифра составит около 20%. лезвия длиной 747.Всякая зеленая энергия — это хорошо, хотя есть опасения, что птица может погибнуть, но домовладелец вряд ли сможет ее установить.

Новая модель Freya от IceWind, которая стоит от 3200 долларов, имеет совершенно другой дизайн.

«То, что мы разработали в IceWind, на самом деле является ветряной турбиной с вертикальной осью», — сказал мне недавно в подкасте TechFirst Сэмюэл Гербус, один из инженеров-механиков IceWind. «Большая разница в этих больших турбинах, когда ветер дует с разных направлений, вам нужно либо использовать редуктор, чтобы изменить эти лопасти, чтобы они смотрели на это направление ветра, либо остановите их и измените его.Ветровые турбины с вертикальной осью являются всенаправленными. Мы можем встречать ветер с любого направления ».

Шестилопастная конструкция создана специально: внутренние лопасти обеспечивают низкие стартовые скорости, сказал мне Гербус, а также действуют как тормоз, когда скорость ветра становится слишком высокой.

Кроме того, конструкция более безопасна для домашней установки — нет огромных вращающихся лопастей, подобных пропеллерам — и «полностью безопасна» для птиц. компания говорит. К тому же они тихие: до 30 децибел шума.

БОЛЬШЕ ИЗ FORBES ВИДЕО

Другим важным преимуществом для владельцев домов, которые хотят дополнить свое сетевое питание или полностью запитать автономную кабину, является долговечность.Хотя только долгосрочные испытания могут быть окончательными, по словам Гербуса, турбины построены так, чтобы выдерживать ветры со скоростью «более 130 миль в час» и защищены от попадания пыли, льда, воды или грязи в генератор. Изготовленные из алюминия и нержавеющей стали, лезвия служат значительно дольше, чем лезвия, изготовленные из нейлонового волокна, стали, пластика или стекловолокна. В конце концов, компания базируется в Исландии, которая не известна своим длинным летом и мягкой погодой. Хотя он и не такой холодный, как некоторые думают, он испытывает относительно постоянный ветер со случайными ураганами до 160 миль в час.

Конечно, это крайний пример.

Вы не можете запитать весь дом от одной Freya. Гербус сказал мне, что он будет обеспечивать только от 150 до 200 Вт при скорости ветра 25 миль в час. Так что для питания типичного большого дома в США вам понадобится несколько. (Дрю Герц, инженер Northwind Engineering, говорит, что вам понадобится шесть, даже если скорость ветра будет постоянно на уровне 25 миль в час и, вероятно, больше, поскольку это нереально.)

IceWind заявляет, что в какой-то момент в будущем у него будет более крупная модель, способная в 7–12 раз увеличить выходную мощность.

Гербус не стал уточнять период окупаемости, но сказал, что большинство инвестиций в возобновляемые источники энергии окупают ваши первоначальные затраты через пять-десять лет. Однако Герц, инженер из Northwind, считает это очень оптимистичным для небольшой системы.

(Я не думаю, что солнечная крыша Tesla попадает в эту категорию, но она также обеспечивает крышу, которая вам понадобится в любом случае. Солнечные крыши Tesla могут стоить около 25000 долларов после федеральных скидок на систему в десять киловатт.)

Прямо сейчас Freya имеет больше смысла для дополнительных целей, если только вы не находитесь в очень ветреном месте или не хотите использовать несколько турбин.Это также отличный дополнительный компонент к системе смешанного источника энергии.

Другой тип ветрогенератора от IceWind.

IceWind

«Это действительно зависит от того, где вы находитесь, и какой возобновляемый источник будет работать для вас и вашего региона», — говорит Гербус. «В Аризоне вам, вероятно, не понадобится ветряная электростанция. Вам, вероятно, понадобится больше солнечной батареи, а в ветреной и облачной среде вам понадобятся ветряные турбины, а не солнечные батареи.И затем, как и наша компания в IceWind, у которой есть много геотермальных мощностей, это то, что вы там используете … и я думаю, что это самая красивая часть, потому что в любом регионе, независимо от того, где вы находитесь, есть какая-то способность использовать возобновляемые источники энергии. Энергетический ресурс.»

Еще одно преимущество?

По словам Гербуса, если вы умеете собирать мебель из ИКЕА, вы можете установить и Фрейю.

Значит, я просто смогу заставить его работать.

Полный текст нашего разговора можно найти здесь.

Что стало с ветряком с вертикальной осью?


Наряду с историей о сегодняшней коммерчески успешной винтовой ветряной турбине с горизонтальной осью (HAWT), существует менее известная история с вертикальной ветровой турбиной (VAWT). Когда-то рассматриваемые в качестве конкурента в установлении стандарта дизайна ветряных турбин, VAWT для коммунальных предприятий становятся все более и более необычным зрелищем. Тем не менее, прототипы VAWT для коммунальных предприятий время от времени все еще появляются, поскольку делаются попытки внедрить технологию вертикальной оси на рынке, где полностью доминируют станки с горизонтальной осью.Это ретроспективный обзор проектов VAWT для коммунальных предприятий с турбинами мощностью 100 кВт и более.


Есть записи о ветряных турбинах с вертикальной осью еще в Персии 9-го века или даже в афганском нагорье 7-го века до нашей эры. Эти ранние VAWT были простыми устройствами, основанными на аэродинамическом сопротивлении; одна сторона турбины была закрыта, а ветер просто толкал лопасти с другой стороны. Был изобретен гораздо более эффективный VAWT на основе аэродинамического подъемника
Жорж Дарье во Франции еще в 1920-х годах запатентовал VAWT с изогнутыми лопастями «взбиватель яиц» (здесь просто называемый турбиной Дарье) и VAWT с прямыми лопастями (здесь называемый H-ротором).Хотя сам Дарье построил ряд небольших моделей с изогнутыми и прямыми лопастями, первые силовые агрегаты VAWT на основе аэродинамического подъемника были построены французом Жан-Батистом Морелем, который в 1950-х годах построил ряд моделей с прямыми лопастями. Турбины Дарье мощностью до 7 кВт на юге Франции.

Исследователи из Национального исследовательского совета Канады (CNCR) заново изобрели VAWT в середине 1960-х годов, по-видимому, не подозревая о давно забытых ранних попытках Франции.

Канадские исследования были заново открыты в 1970-х годах Сандийскими национальными лабораториями, которые помимо своей основной миссии по разработке ядерного оружия, Министерство энергетики США поручило исследованию альтернативных источников энергии.

Sandia построила турбину Дарье мощностью 60 кВт около Альбукерке, штат Нью-Мексико, в 1976 году, которая в то время стала крупнейшей из когда-либо построенных VAWT. Хотя Сандиа была в центре усилий по разработке VAWT в Северной Америке в 1970-х и 1980-х годах, они построили только один VAWT (под которым мы здесь подразумеваем ≥100 кВт), турбину Дарье мощностью 500 кВт, установленную в 1988 году в Бушленде, штат Техас.Эта экспериментальная турбина имела регулируемую скорость, конструкцию без подкосов и была спроектирована таким образом, чтобы большинство частей можно было изменять в исследовательских целях. Отсутствие подкосов, вероятно, было основным фактором в достижении коэффициента мощности (отношение выходной электроэнергии к затратам энергии ветра) 0,43, что, скорее всего, все еще является рекордом для VAWT размером с коммунальные предприятия.

Североамериканские усилия Дарье

Сотрудничая или используя технологии CNRC или Sandia, несколько корпораций начали попытки коммерциализировать VAWT типа Дарье в 1970-х / 80-х годах.

В Канаде производитель алюминия DAF Indal стал основным партнером по VAWT с CNRC, и в 1977 году они побили рекорд размера, установленный Sandia годом ранее, с турбиной Дарье мощностью 230 кВт, которая была установлена ​​на острове Магдалина в заливе Святого Иоанна. Лоуренс в Квебеке, Канада. Эта турбина также известна тем, что доказала, что VAWT действительно может запускаться самостоятельно. В 1978 году технические специалисты оставили ротор отсоединенным от трансмиссии на ночь, но сильный ветер ночью вынудил ротор работать с превышением скорости, что привело к отказу растяжек, и ротор, в конечном итоге, сам вкрутился в землю.

В 1983-84 годах компания DAF-Indal построила три турбины мощностью 500 кВт, которые в основном были версиями турбины мощностью 230 кВт с более высокими номиналами. Одна из турбин, которая была размещена на перевале Сан-Горгонио недалеко от Палм-Спрингс, Калифорния, рухнула во время пусконаладочных испытаний на растяжение оттяжек, к сожалению, унеся жизнь инженера, стоявшего на ее вершине, когда она упала. Другая турбина, которая находилась на острове Принца Эдуарда, также упала на землю после поломки лопастей в 1985 году. DAF-Indal в конечном итоге остановила свою программу VAWT в 1991 году.

В конце 1970-х годов алюминиевая компания ALCOA из Питтсбурга, штат Пенсильвания, начала разработку VAWT в соответствии с соглашением о передаче технологии с Sandia. ALCOA построила несколько больших турбин Дарье, в том числе три машины мощностью 500 кВт, которые к 1980 году стали крупнейшими из построенных до сих пор VAWT. Одна из турбин мощностью 500 кВт, расположенная на перевале Сан-Горгонио,
Калифорния, рухнула незадолго до конференции Калифорнийской энергетической комиссии 1981 года в соседнем Палм-Спрингс. В результате отключения электроэнергии ротор разогнался до скорости, лопасти оторвались от нижнего крепления и оторвались от растяжек перед отлетом на расстояние около 300 м, и турбина упала на землю.Естественно, запланированную демонстрацию пришлось отменить, но, смело, вместо этого во время конференции была показана видеозапись инцидента, что вызвало овации аудитории. В конце концов, ALCOA отменила свою программу VAWT, хотя ее части были проданы недавно созданной VAWTPOWER Inc, которая установила 40 турбин на перевале Сан-Горгонио в период с 1983 по 1984 год. Это предприятие, первая настоящая ферма VAWT, работало с 1988 года.

Когда дело доходит до ферм, связанных с VAWT, на ум приходит FloWind.Компания FloWind установила более 500 турбин на перевале Техачапи недалеко от Лос-Анджелеса и на перевале Альтамонт в районе залива Сан-Франциско. Их модели мощностью 170 и 200 кВт были установлены в период с 1983 по 1986 год, а общая установленная мощность составила около 95 МВт. К моменту ввода в эксплуатацию последних турбин FloWind в 2004 году они выработали в общей сложности около 1 ТВт-ч электроэнергии за свой срок службы. К 2010 году все турбины FloWind были демонтированы, хотя их остатки можно найти в виде дорожного заграждения на переходе на гребне холма на перевале Техачапи.

В 1986 году у FloWind-19 произошел катастрофический отказ, в результате которого лезвие попало в соседний измерительный трейлер, в результате чего был разрушен компьютер DOE / Sandia внутри. Это было началом конца, поскольку это напугало инвесторов, и FloWind обанкротился.

Как и другие вышеупомянутые разработчики турбин Дарье, FloWind использовала алюминиевые лопасти, которые были спроектированы с возможностью изгиба. Из-за плохой способности алюминия выдерживать циклические нагрузки это приводило к отказам, вызванным усталостью. Эти проблемы привели к тому, что турбины FloWind имели больше времени простоя, чем ветряные турбины с горизонтальной осью, устанавливаемые одновременно в Калифорнии.После реорганизации в начале 1990-х годов были построены два прототипа с лопастями из стекловолокна, но это оказалось слишком поздно, и одна из турбин с лопастями из стекловолокна рухнула во время сильного ветра.

Несколько необычная конструкция турбины Дарье использовалась канадской компанией Adecon, которая применила внешний решетчатый каркас для замены растяжек. В 1984 году они построили 17-метровую турбину мощностью 125 кВт на острове Принца Эдуарда. Турбина, ротор которой находился на высоте 17 м над землей, проработала всего несколько часов, прежде чем разогнаться и разрушиться.

После реорганизации компания Adecon установила десять турбин мощностью 150 кВт возле Пинчер-Крик, Альберта. В этих турбинах отсутствовала опорная рама ротора, но вместо растяжек по-прежнему использовались решетчатые мачты. Решетчатые мачты вызывали резонансы, которые приводили к отказу компонентов. Это привело к тому, что две турбины упали, а большинство других не работали большую часть времени. К 2006 году все десять турбин были сняты.

Обязательно упомяните могущественный ÉOLE (по-французски Эол, властитель ветра в греческой мифологии), строительство которого было завершено в 1987 году и расположено в Кап-Шате, на южном берегу реки Святого Лаврентия в Квебеке.Обладая общей высотой 110 м, вращающейся массой 880 метрических тонн и номинальной мощностью 3,8 МВт, ÉOLE побил все предыдущие рекорды и до сих пор остается самым большим из когда-либо построенных VAWT.

Этот монстр со стальными лопастями и регулируемой скоростью работал до 1993 года, когда сломался нижний подшипник. Приятно сообщить, что ÉOLE все еще стоит и летом проводит экскурсии. Настоятельно рекомендуется посетить: ÉOLE — легенда для энтузиастов ветроэнергетики, а красивый полуостров Гаспе — отличное место в целом.Удобно, что экскурсия может проводиться на английском языке, и если вы заплатите несколько дополнительных долларов, вас могут отвезти на верхнюю платформу ÈOLE, откуда открывается захватывающий вид.

Были и другие турбины Дарье для коммунальных предприятий, даже некоторые из них были построены в Европе в 1980-х годах. Но серьезные попытки делаются все реже. Проблемы с усталостью лопастей, необходимость в ровной местности для крепления растяжек и недостатки расположения ротора так близко к земле — все это причины того, что «взбиватель яиц» Дарье не смог зарекомендовать себя в качестве конкурента HAWT.

Между тем в Европе

Частично совпадая с разработками Дарье в Северной Америке, VAWT также исследовались в Европе, но здесь больше всего внимания уделялось концепции H-ротора, которая имеет некоторые преимущества по сравнению с обычной турбиной Дарье. Что наиболее важно, он обычно размещается на отдельно стоящей башне, что делает ротор выше и делает ненужными тросы.

Самым известным и, возможно, самым амбициозным европейским проектом VAWT был проект, предпринятый британской компанией VAWT Ltd в 1980-х / 90-х годах в результате исследования, проведенного Питером Масгроувом из Университета Рединга в Великобритании.

Сначала концепция VAWT Ltd отличалась изменяемой геометрией, которая позволяла складывать лопасти для регулирования мощности. Но после оценки турбины с изменяемой геометрией мощностью 130 кВт, установленной в 1986 году в Кармартен-Бэй в Уэльсе, было решено, что мощность можно также контролировать с помощью неподвижных прямых лопастей. Таким образом, последующий прототип мощностью 500 кВт, построенный в 1990 году, имел прямые лопасти. Эта турбина испытала несколько отказов, связанных с передачей энергии, и в конечном итоге разрушительный отказ одной из лопастей из стекловолокна.Вскоре после этого государственное финансирование было приостановлено, и проект в конечном итоге завершился.

В 1990-х годах немецкий изобретатель и предприниматель Гётц Хайдельберг начал разработку концепции H-ротора с регулируемой скоростью и магнитом с постоянными магнитами в мюнхенской компании Heidelberg Motor GmbH. В 1991 году их первый крупномасштабный (300 кВт) прототип был установлен в Kaiser-Wilhelm-Koog на немецком побережье Северного моря. Он использовал установленный на земле генератор и поддерживался растяжками, подключенными к верхнему подшипнику, позволяя всей башне вращаться (во многом как турбина Дарье).После отказа от наземного генератора было разработано пять новых прототипов мощностью 300 кВт, в которых большой многополюсный кольцевой генератор размещался на вершине треножной башни. После того, как проблема со сваркой привела к разрушению одной турбины в начале 1995 года, другие машины были выведены из эксплуатации и окончательно демонтированы в 1997 году. Это также привело к отказу от финансируемой ЕС разработки версии концепции мощностью 1,2 МВт. и это было также концом этой попытки VAWT.

Стоит упомянуть, что Heidelberg установил свою меньшую, 20 кВт, версию для работы в экстремальных условиях на немецком исследовательском центре в Антарктиде, который, как сообщается, проработал 15 лет, прежде чем был выведен из эксплуатации в 2008 году.

Непрерывные усилия

Если даже немецкая инженерия не могла заставить VAWT держаться вместе, можно было догадаться, что от этой концепции наверняка отказались после середины 1990-х годов. Что ж, это было не так, хотя только в 2010 году был построен следующий прототип H-ротора общего назначения, на этот раз шведской компанией Vertical Wind AB.

В 2010 году недалеко от Фалькенберга на западном побережье Швеции они построили опытный образец мощностью 200 кВт с прямым приводом и регулируемой скоростью. Турбина с башней из клееной древесины и многополюсным генератором с прямым приводом собственного производства с прямым приводом в основном использовалась для измерений, но все еще работает, хотя и при ограниченной скорости ветра.Вертикальный ветер остановил свое развитие после потери ключевого инвестора в 2010 году, но все еще производит генераторы.

Подобно программам DAF Indal и ALCOA VAWT 1970-х / 80-х годов, которые были инициативами производителей алюминия, польская компания Anew Institute, занимающаяся проблемами VAWT, действует сегодня и является дочерней компанией производителя стали Stalprodukt SA. В 2015 году вновь был построен прототип мощностью 200 кВт, а в 2017 году — прототип мощностью 1,5 МВт, который уступает только ÉOLE, крупнейшему в истории VAWT, по установленной мощности.Неудивительно, что в конструкции используется как можно больше стали, но, к счастью, по крайней мере, лезвия сделаны из стекловолокна.

А как насчет плавучих VAWT?

Плавучие ветряные турбины (например, торговой ассоциацией WindEurope) были определены как ключевая технология, обеспечивающая значительный рост ветроэнергетики на шельфе. Низкий центр масс VAWT хорошо сочетается с плавучей платформой, и это вызвало возрождение интереса к этой концепции, и в 2010-х годах был начат ряд плавучих проектов VAWT.

MODEC, японская компания, специализирующаяся на плавучих платформах для нефтегазовой промышленности, например, разработала гибридную систему выработки энергии с плавающим ветром и приливным течением под названием skwid (Savonius Keel and Wind Turbine Darrieus). Концепция состояла из H-образного ротора над поверхностью и турбины Савониуса, собирающей токи внизу. Однако их прототип мощностью 500 кВт дважды затонул во время ввода в эксплуатацию в 2013/14 году, и MODEC отказалась от своих амбиций по VAWT.

Еще одна попытка коммерциализации плавучих VAWT была предпринята французской компанией NENUPHAR, которая стремилась разработать двухтурбинную плавучую морскую платформу мощностью несколько МВт.

Никаких крупных плавучих VAWT никогда не применялось, но в 2014 году NENUPHAR установила наземный прототип мощностью 600 кВт в Фос-сюр-Мер на французском побережье Средиземного моря, для которого были испытаны различные конфигурации лопастей. Однако в 2018 году NENUPHAR была ликвидирована после того, как ее покинул промышленный партнер.

Можно упомянуть несколько других усилий по разработке плавающего VAWT, которые стремятся вскоре развернуть большие прототипы. Но эта краткая ретроспектива ограничена проектами, которые, независимо от конечного результата, включали фактическое строительство вертикальных осевых турбин для коммунальных предприятий.Так что эти «бумажные» проекты здесь опущены, но могут быть предметом будущего отчета.

Плавучая ниша возрождает интерес

Таким образом, концепция ветряных турбин с вертикальной осью, которая почти исчезла, в последние несколько лет вызывает возобновленный интерес, особенно в отношении плавучих морских платформ. Конкуренция с концепцией горизонтальной оси, которая становится все более и более технологически развитой после того, как в 1980-х годах превзошла VAWT в качестве стандарта ветряных турбин, становится все труднее, но рынок плавающих ниш может быть возможностью, которую ждали ветровые турбины с вертикальной осью.


Информация об авторе: Эрик Мёллерстрём Ридбергская лаборатория прикладных наук, Университет Хальмстада, почтовый ящик 823, SE-301 18 Хальмстад, Швеция ([электронная почта защищена])


Для получения более подробной информации об упомянутых VAWT а также другие более мелкие проекты VAWT, не упомянутые здесь, следующий документ доступен в открытом доступе: Möllerström E, Gipe P, Beurskens J, Ottermo F, «Исторический обзор установленных ветряных турбин с вертикальной осью мощностью 100 кВт и выше», Возобновляемая энергия & Обзоры устойчивой энергетики, Том 105 (2019).

Более компактные и эффективные вертикальные турбины могут стать будущим для ветряных электростанций

Ферма ветряных турбин с вертикальной осью. Предоставлено: Университет Оксфорд-Брукс,

.

Знакомые теперь традиционные винтовые ветряные турбины в будущем могут быть заменены ветряными электростанциями с более компактными и эффективными вертикальными турбинами.

Новое исследование, проведенное Оксфордским университетом Брукса, показало, что конструкция вертикальной турбины намного более эффективна, чем традиционные турбины в крупных ветряных электростанциях, а при парной установке вертикальные турбины увеличивают производительность друг друга до 15%.

Исследовательская группа из Школы инженерии, вычислений и математики (ECM) в Оксфорд-Брукс под руководством профессора Яковоса Цанакиса провела углубленное исследование с использованием более 11 500 часов компьютерного моделирования, чтобы показать, что ветряные фермы могут работать более эффективно, заменяя традиционные винтовые ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) для компактных ветряных турбин с вертикальной осью (VAWT).

Вертикальные турбины более эффективны, чем традиционные ветряные турбины

Исследование впервые демонстрирует в реалистичном масштабе потенциал крупномасштабных VAWT по сравнению с нынешними турбинами ветряных электростанций HAWT.

VAWT вращаются вокруг оси, вертикальной к земле, и они демонстрируют поведение, противоположное хорошо известной конструкции пропеллера (HAWT). Исследование показало, что VAWT повышают эффективность друг друга, если расположены в виде сетки. Расположение ветряных турбин для максимальной отдачи имеет решающее значение при проектировании ветряных электростанций.

Комментарий профессора Цанакиса: «Это исследование доказывает, что будущее ветряных электростанций должно быть вертикальным. Турбины ветряных электростанций с вертикальной осью могут быть спроектированы так, чтобы они были намного ближе друг к другу, что повысило их эффективность и, в конечном итоге, снизило цены на электричество.В долгосрочном плане VAWT могут помочь ускорить переход наших энергетических систем к «зеленому», так что больше чистой и устойчивой энергии будет поступать из возобновляемых источников ».

Поскольку ожидается, что к 2030 году мощность ветроэнергетики в Великобритании увеличится почти вдвое, полученные данные являются ступенькой к проектированию более эффективных ветряных электростанций, пониманию крупномасштабных методов сбора энергии ветра и, в конечном итоге, к совершенствованию технологии возобновляемой энергии для более быстрой замены ископаемого топлива в качестве энергия.

Экономичный способ достижения целей в области ветроэнергетики

Согласно Глобальному отчету о ветре за 2021 год, в течение следующего десятилетия мир должен устанавливать ветроэнергетику в три раза быстрее, чтобы достичь нулевых целевых показателей и избежать наихудших последствий изменения климата.

Ведущий автор отчета и выпускник бакалавриата технических наук Йоахим Тофтегаард Хансен прокомментировал: «Современные ветряные электростанции являются одним из наиболее эффективных способов производства зеленой энергии, однако у них есть один серьезный недостаток: когда ветер приближается к переднему ряду турбин, турбулентность будет создаваться ниже по потоку. Турбулентность отрицательно сказывается на производительности последующих рядов.

«Другими словами, передний ряд будет преобразовывать примерно половину кинетической энергии ветра в электричество, тогда как в заднем ряду это число снижается до 25-30%.Каждая турбина стоит более 2 миллионов фунтов стерлингов за МВт. Мне, как инженеру, естественно пришло в голову, что должен быть более экономичный способ ».

Это первое исследование, в котором всесторонне проанализированы многие аспекты характеристик ветряных турбин в отношении угла установки, направления вращения, расстояния между турбинами и количества роторов. Это также первое исследование, в котором выясняется, сохраняются ли улучшения производительности для трех турбин VAWT, установленных в серию.

Доктор Махак, соавтор статьи и старший преподаватель ECM, комментирует: «Нельзя недооценивать важность использования вычислительных методов для понимания физики потока.Эти типы исследований по проектированию и усовершенствованию составляют лишь небольшую часть стоимости по сравнению с огромным экспериментальным оборудованием для испытаний. Это особенно важно на начальном этапе проектирования и чрезвычайно полезно для отраслей, стремящихся достичь максимальной проектной эффективности и выходной мощности ».

Исследование было опубликовано в Международном журнале возобновляемых источников энергии (ELSEVIER) .

Ссылка: «Численное моделирование и оптимизация пар ветряных турбин с вертикальной осью: подход к увеличению масштабов», Йоахим Тофтегаард Хансен, Махак Махак и Яковос Цанакис, 4 марта 2021 г., Возобновляемая энергия .
DOI: 10.1016 / j.renene.2021.03.001

Лучшие ветряные турбины с вертикальной осью для дома в 2021 году

Уведомление об аффилированных лицах: как партнеры Amazon мы получаем плату за рекламу за соответствующие покупки. учить больше.

Если вы хотите привнести больше альтернативных источников энергии в свой образ жизни, возможно, вы подумаете о некоторых ветряных турбинах с вертикальной осью (VAWT), которые вы можете установить прямо на своей территории. Сегодня на рынке доступно множество небольших моделей ветряных мельниц с вертикальной осью, которые позволяют среднему домовладельцу получить доступ к собственному экологически чистому источнику энергии.

Лучшие вертикальные ветряные турбины — небольшие и простые в установке, с несколькими лопастями, которые будут генерировать энергию при слабом ветре. Сочетание стилей лопастей Дарье и Савонье максимизирует способность турбины к максимальному повышению эффективности, и это можно найти в моделях MAKEMU. Лучшая ветряная турбина с вертикальной осью для покупки — это вертикальная турбина MAKEMU DOMUS. Он отлично подходит для домашнего использования. Он может генерировать до 1 киловатта энергии.

Если вы живете в районе, который регулярно улавливает хорошие порывы ветра, выбор ветряной турбины с вертикальной осью или ветряной мельницы будет для вас отличным выбором, поскольку он идеально подходит для домовладельцев и новичков в мире зеленой энергии.

В этой статье мы подробно рассмотрим каждый из лучших вариантов, чтобы помочь вам решить, какой из них лучше всего подходит для вас и вашего дома. Мы также обсудим, как вы можете построить собственное VAWT и насколько важно использовать наши природные источники энергии.

Эти модели, представленные ниже, имеют различные конструктивные особенности, мощность и напряжение ветряных мельниц, но все они подходят для новичков, которые хотят начать использование экологически чистой энергии в личных целях. Давайте посмотрим на некоторые из лучших вариантов.

№1. Вертикальная турбина MAKEMU DOMUS

Название MAKEMU Dolmus Vertical Turbine
Мощность 500 Вт / 750 Вт / 1 кВт
Напряжение 110 В / 220 В
Количество лопастей 3 или 6
Назначение Дом

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4,5 из 5.

Эта первая модель сочетает в себе ключевые элементы дизайна Дарье и Савониуса.В зависимости от ваших потребностей вы можете выбрать конструкцию с тремя лопастями или большую конструкцию с шестью лопастями. Каждая турбина поставляется с тремя или шестью лопастями Дарье и Савониуса. Эти разнообразные стили лезвий работают вместе, чтобы наиболее эффективно ловить ветер и давать вам наилучшие шансы использовать природную энергию на вашей собственности.

Этот продукт весит около 15,5 фунтов (7 кг), так что это приемлемый размер для всех, кто хочет начать установку турбины в домашних условиях. Он будет работать тихо и хорошо преобразовывать даже легкий ветер в настоящий материальный источник энергии, который вы можете использовать.

У этой модели есть вариации, из которых вы можете выбрать максимальную мощность. Для использования в меньших масштабах вы можете выбрать модель мощностью 500 Вт. Он также имеет мощность 750 Вт или 1000 Вт (1 кВт), что дает вам возможность выбрать более мощную турбину.

Обтекаемый и привлекательный дизайн, а его цена находится в среднем диапазоне. Это вложение, которое стоит около 1000 долларов, должно обеспечить хороший, долгий, надежный срок службы и надежную выработку энергии. MAKEMU — признанный производитель турбин, расположенный в Италии, и хороший выбор для первого бренда.

№2. Вертикальная ветряная турбина Pikasola

Название Вертикальная ветряная турбина Pikasola
Мощность 200 Вт
Напряжение 12 В
Количество лопастей 5
Предназначен для Жилое использование

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4,5 из 5.

Эта милая маленькая красная турбина — отличный вариант для запуска.Это один из наиболее доступных вариантов, который стоит менее 300 долларов. Конструкция была разработана как для улавливания легкого ветра, так и для обеспечения безопасности оператора. Цвет ярко-красный для обеспечения видимости, а каждое из пяти лезвий покрыто нейлоновым волокном, что обеспечивает безопасность и аэродинамику.

Новичок может установить эту турбину, что делает ее еще одним отличным выбором для тех, кто только начинает заниматься ветроэнергетикой своими руками. Он доступен с различной мощностью и напряжением, и вы можете выбрать, какой из них лучше всего подходит для вашей собственности.

Несмотря на то, что он по-прежнему прочен, он не будет таким устойчивым к стихиям, как некоторые другие модели, которые мы увидим. Его предел составляет всего 200 Вт, поэтому он определенно лучше всего подходит для небольшого производства энергии. Это действительно хороший стартовый выбор, но если вы ищете более серьезную турбину с большей мощностью, продолжайте читать наш следующий выбор.

№3. MAKEMU EOLO 3000 Вертикальная турбина

Название MAKEMU EOLO 3000 Вертикальная турбина
Мощность 1 кВт / 2 кВт / 3 кВт
Напряжение 110 В / 220 В
Число лопастей 3 или 6
Назначение Дом

⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 3.5 из 5.

Если вы ищете что-то первоклассное, способное использовать больше энергии, эта модель EOLO от MAKEMU может быть идеальным вариантом для вас. Эта модель более прочная, и это первая модель, которую мы видели здесь, которая может также подходить для ограниченного промышленного использования, а не только для жилых помещений.

Однако вам придется рассматривать EOLO 3000 скорее как вложение. Поскольку его цена находится на более высоком уровне среди моделей, которые мы сравниваем здесь, около 4000 долларов США, лучше всего хорошо знать свою собственность и скорость ветра и принять обоснованное решение, окупится ли этот тип турбины в конечном итоге для вас.

Если вам понравился звук модели MAKEMU Energy, о которой мы говорили ранее, эта версия EOLO также должна вам понравиться. Он использует аналогичную комбинацию конструкций Дарье и Савониуса для наиболее эффективного улавливания ветра. Однако, в отличие от MAKEMU, в его конструкции 6 клинков Дарье и 12 клинков Савониуса.

Эта модель не такая изящная на вид, но определенно мощнее и мощнее турбины. При весе 66 фунтов (30 кг) это, безусловно, самая тяжелая модель, которую мы когда-либо видели.Он имеет ограничение в 3 кВт, что является верхним пределом для типичного VAWT. Тем не менее, даже с его более продвинутыми возможностями, его по-прежнему легко настроить, и его по-прежнему можно рекомендовать мотивированному новичку.

Название Вертикальная турбина IceWind Freya
Мощность 600 Вт
Напряжение 12 В / 24 В / 48 В
Количество лезвий 6
Лучшее для домов

⭐⭐⭐

Оценка: 3 из 5.

Эта исландская компания разработала высококачественную турбину, которая также становится доступной для потребителей в Соединенных Штатах. Эта новая модель Freya оснащена шестью лопастями, которые начнут вращаться даже при низкой скорости ветра. Турбина изготовлена ​​из алюминия и нержавеющей стали, идеально выдерживает все внешние элементы, гарантируя, что ваши инвестиции будут работать на вас и окружающую среду в течение многих лет.

Однако эта модель лучше всего подходит для потребителя, который более серьезно относится к своим ветряным турбинам.При весе около 140 фунтов (64 кг) это определенно самая тяжелая модель, которую мы видели здесь. Он выдает максимум 600 Вт выходной энергии и бесшумно работает при уровне звука менее 30 децибел. Это один из наиболее тихих вариантов, которые мы видели до сих пор.

Цена находится на более высоком уровне, в настоящее время она стоит более 3000 долларов. Однако эта компания гордится качеством и долговечностью своей продукции. Они обещают потребителю минимальные затраты и обслуживание в течение двадцати лет после установки и начала использования.

№ 5. Ветряная турбина AIBOAT

Имя Ветряная турбина AIBOAT
Мощность 400 Вт / 600 Вт
Напряжение 12 В / 24 В
Количество лопастей 3
Предназначен для Дома на открытом воздухе

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4,5 из 5.

Эта модель AIBOAT с тремя лопастями — еще один отличный выбор с низкой начальной скоростью ветра и небольшой гладкой конструкцией.Вы можете выбирать между моделями на 12 В / 400 Вт или 24 В / 600 Вт в зависимости от силы ветра и предполагаемой выходной мощности.

При нынешней цене ниже 1000 долларов это хороший вариант среднего класса, который по-прежнему будет управляемым при весе менее 50 фунтов (23 кг). Его гладкий дизайн и яркий цвет делают его хорошим выбором для тех, кто заботится о внешнем виде и видимости.

№ 6. KISSTAKER Фонарь Турбина

Название KISSTAKER Lantern Turbine
Мощность 4KW
Напряжение 12 В
Количество лезвий 5
Лучшее для Дом

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4.5 из 5.

Вот еще один отличный выбор для новичков, которые ищут доступный вариант, чтобы начать работу. Эта модель от KISSTAKER имеет 5 лезвий, которые теоретически могут обеспечить выходную мощность до 4000 Вт (4KW). Однако вероятный результат, вероятно, намного ниже. Тем не менее, он разработан с учетом низкой начальной скорости ветра и должен сразу же начать вырабатывать для вас электроэнергию.

Еще одна модель, сделанная из нейлонового волокна, возможно, она не обладает такой долговечностью, которую мы видим в некоторых других моделях, но за несколько сотен долларов, возможно, стоит попробовать и посмотреть, какую производительность и экономию энергии она принесет. ты.

№ 7. MAKEMU SmartWind Ветрогенератор

Название MAKEMU SmartWind Wind Generator
Мощность 300 Вт / 400 Вт / 500 Вт
Напряжение 110 В / 220 В
Количество лезвий 3 или 6
Лучшее Для малых домов

⭐⭐⭐

Оценка: 2,5 из 5.

Эта простая конструкция с тремя лопастями от MAKEMU — хороший вариант для запуска.Это самый маленький и доступный вариант от этой компании. У вас есть три варианта мощности: 300, 400 или 500 Вт. Вы также можете перейти на 6 лопастей, если вам больше нравится эта модель.

Цена возрастает соответственно с мощностью и количеством лопастей, поэтому, если вы ищете небольшой вариант, который легко поместится в бумажнике, 300-ваттная турбина с тремя лопастями может стать для вас отличным выбором.

Эта модель также рекомендуется для альтернативных сред, где вы можете искать источник энергии, например, если вы находитесь в лесу в кемпинге или ищете немного энергии для плавучего дома.

  1. RV гибкие солнечные панели
  2. Домашние солнечные трубки 2021
  3. Обзор солнечных обогревателей для бассейна
  4. Солнечные вентиляторы на чердаке для дома
  5. Солнечные гирлянды для сада
  6. Лучшие солнечные светильники для террасы для сада

Что делает ветряную турбину VAWT ?

Когда мы думаем о традиционных ветряных турбинах, мы, скорее всего, представляем себе ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT), которые обычно довольно большие с тремя лопастями и используются для генерации энергии в больших масштабах.В этой статье мы исследуем другой тип турбины, которая меньше по размеру, имеет лопасти, расположенные вертикально вокруг центральной оси, и является предпочтительным выбором для домовладельцев, желающих добиться положительного изменения в своем энергопотреблении

Характеристики ветряной турбины с вертикальной осью дома

Многие конструктивные особенности делают VAWT очень неприхотливым в обслуживании возобновляемым источником энергии. Теперь, когда у нас есть несколько вариантов выбора, давайте подробнее рассмотрим, что делает VAWT отличным и почему этот тип турбины подходит для жилого сектора.Мы также увидим некоторые недостатки и ограничения этого типа турбин.

Плюсы VAWT

Есть много причин, по которым это выбор домовладельцев по всей стране. Давайте посмотрим на плюсы этих турбин.

Направление ветра

Одной из замечательных особенностей VAWT является его способность улавливать ветер с любого направления. Нет необходимости повторно калибровать эти маленькие турбины в зависимости от направления ветра в определенный день. Обычно они могут начать работать при низкой скорости ветра, и независимо от того, откуда дует этот ветер, они заставят ваш VAWT начать вращаться.

По сравнению с крупномасштабным HAWT, это большое преимущество. Нет необходимости исследовать, как дует ветер, и собирать турбину на основе этого типа исследования. Это необходимо для промышленных горизонтальных конструкций, и, устранив это требование в вертикальных жилых турбинах, они становятся намного более доступными для среднего домовладельца.

Прочность

Уход за вашим VAWT также будет довольно простым. Многие компании уверены, что после того, как установка обычно очень проста, их турбины должны прослужить долгую и здоровую жизнь около 20 лет.Многие идут с 1-2 гарантиями на случай, если что-то сразу пошло не так, но до тех пор, пока нет дефектов, вы должны собирать энергию в течение длительного времени после покупки.

Эти турбины не требуют значительного обслуживания, и большинство из них рассчитаны на то, чтобы выдерживать сильный ветер и непогоду.

Тихая работа и малый профиль

Неважно, находитесь ли вы далеко в стране или у вас есть соседи поблизости, большинство VAWT небольшие и работают тихо. Большинство брендов рекламируют звук менее 45 децибел, поэтому они не будут беспокоить вас или окружающих.В отличие от HAWT промышленного размера, вам не придется беспокоиться о специальных разрешениях и разрешениях на их установку на вашем участке.

Их меньший масштаб и близость к земле делают их менее очевидными и вызывают меньше раздражения, чем турбины большего размера.

Экологическая ответственность

Еще одно преимущество VAWT заключается в том, что оно не создает для птиц той же проблемы, которую, как показали исследования, представляют более крупные HAWT. Установив вертикальную турбину на вашем участке, птицам не грозит повышенная опасность.Яркий цвет многих из этих моделей сделает их легко заметными как для людей, так и для животных.

Конечно, как и все варианты устойчивой энергетики, поистине прекрасное в вертикальных ветряных турбинах то, что они используют нескончаемый природный ресурс, не вызывая вредных побочных эффектов. Нет никакого вреда в создании VAWT, использовании преимуществ устойчивых источников энергии и сокращении вашего углеродного следа.

Минусы ветряной мельницы с вертикальной осью (VAWT) или ветряной турбины

Однако эти турбины действительно хороши в том, для чего они предназначены, но не более того.Давайте посмотрим на их минусы ниже.

Только дополнительная энергия

Они прекрасно справляются со своей задачей, создавая альтернативный источник энергии для жилых помещений, но было бы сложно использовать эти турбины в качестве единственного источника энергии. Они являются отличным дополнением к первоисточнику, но, как правило, они не могут потребовать энергии, необходимой для удовлетворения всех ваших повседневных потребностей.

Их компактный и гладкий дизайн весьма удобен для многих домовладельцев, но это также означает, что они не достаточно высоко над землей, чтобы воспользоваться преимуществами сильного ветра, дующего наверху.Поскольку у ветра, дующего ближе к земле, обычно есть препятствия, такие как другие здания и сооружения, они обычно не такие сильные, как ветер выше земли. Их конструкция с низким уровнем земли — отличная возможность для доступа, но это означает, что они не такие мощные.

Основы проектирования вертикальных ветряных турбин: Дарье против Савониуса

Исторически сложилось так, что было два прочных изобретения в отношении конструкции турбины с вертикальной осью. В 1920-х годах модель Дарье пришла от одноименного французского инженера, а модель Савониуса — из Финляндии.Каждая из этих моделей имеет характерный дизайн, который можно увидеть во многих моделях, которые мы уже видели.

Ветряные турбины Дарье

Модель Дарье изначально имеет изогнутые лезвия, образующие форму капли. Вначале они, как правило, строились симметрично, но в процессе эволюции конструкции эти внешние лопасти крыла можно увидеть во множестве конфигураций. Благодаря этой эволюции они часто напоминают металлическую кухонную «взбивалку для яиц» и из-за такого внешнего вида называются турбиной «взбивания яиц».

В наши дни не так уж часто можно увидеть дизайн, который по своей природе является чисто Дарье. Одна из основных причин этого заключается в том, что им трудно начать работу самостоятельно без внешнего источника энергии. Им нужно немного подтолкнуть, прежде чем использовать естественную силу ветра.

Ветряные турбины Savonius

Модель Savonius выглядит так, как если бы у вас была пластиковая бочка, которую вы разрезали пополам посередине. Эти две половинки образуют конструкцию с двумя совками, чтобы ловить ветер и вызывать вращение, производящее энергию.Также можно увидеть модели Савониуса с моделью с тремя лопастями, которые, кажется, представляют собой половинки с тремя стволами, работающими вместе, чтобы поймать ветер.

Обратной стороной модели Савониуса является то, что, поскольку она обычно более громоздкая, она не может вращаться так быстро и эффективно. Он прочный и устойчивый, но не такой маневренный, как Darrieus.

Со времени изобретения обеих этих конструкций прошло много времени и прошло много времени. В настоящее время довольно часто можно увидеть гибридные конструкции, в которых используются лезвия Дарье и Савониуса на одной и той же модели.Каждого лезвия может быть равное количество, или, возможно, один тип лезвия будет доминирующим. Например, выше мы видели конструкции с 6 каждой лопастью и конструкции с 6 Дарье и 12 Савониусом на одной турбине.

Благодаря сочетанию маневренности Darrieus со способностью Савониуса улавливать ветер, турбины с вертикальной осью продолжают совершенствоваться и становятся более эффективным альтернативным источником энергии. Эти ветряные мельницы с вертикальной осью — наш способ сбережения энергии. Сообщите нам, какую мельницу с вертикальной осью вы предпочитаете.

Не забывайте, что ветряные турбины с вертикальной осью также известны как ветряные мельницы с вертикальной осью. Поэтому, когда вы видите, что мы говорим о ветряных мельницах, запутайтесь.

Напряжение и мощность: что нужно знать

Возможно, вы заметили разные уровни как ватт, так и вольт, когда мы исследовали разные модели турбин. Часто модели могут похвастаться генератором на 12 или 24 В или мощностью 1000 Вт (1 кВт). Что именно означают эти числа и как они должны повлиять на ваше решение о покупке?

Вт: измерение выходной мощности

Ватт — это единица мощности, используемая здесь для измерения выходной энергии, полученной от ветряной турбины.Обсуждая это в меньшем масштабе, вы, вероятно, будете думать в ваттах, но для годового использования или промышленного использования гораздо чаще обсуждают эту энергию в киловаттах. Мы видели модели с широким диапазоном возможных мощностей, от 200 Вт в маленькой модели до 3 киловатт в самой мощной модели.

Как правило, с увеличением скорости ветра возможная мощность также увеличивается. Если ветер стихнет, снизится и мощность. Когда в названии ветряной турбины указано количество киловатт, это показатель ее максимальной мощности.Однако важно отметить, что это число — лучший сценарий. Выберите вертикальную ветряную мельницу подходящей мощности для вашего дома

Если выбранная вами модель имеет мощность в один киловатт, она будет производить ее только в оптимальных условиях. Способность производить энергию зависит от силы ветра и эффективности самой конструкции.

Напряжение: мощности генератора

При обсуждении напряжения ветряной турбины имеется в виду, в частности, мощность ее электрического генератора.Размер турбины будет соответствовать величине необходимого напряжения, а это означает, что небольшой VAWT будет иметь более низкое напряжение, чем большой промышленный HAWT.

Когда лопасть вращается, генератор движется внутри турбины. Мощность этого генератора будет измеряться в вольтах. Небольшая модель ветряной мельницы VAWT обычно оснащена генератором на 12 или 24 вольт.

Вариант «сделай сам»: создайте собственную ветряную мельницу с вертикальной осью

Используя старый мотор ховерборда, расходные материалы, которые вы можете приобрести в местном хозяйственном магазине, и дух «сделай сам», можно построить свою собственную турбину дома.Чтобы увидеть, как DIY King построил это сам и поделился своими мыслями, вы можете посмотреть его видео здесь:

На видео вы можете увидеть, как он использует бесщеточный двигатель с постоянным магнитом, который он мог взять со старого ховерборда в качестве основы для своего VAWT. С некоторыми трубами из ПВХ он может разрезать их вдоль, чтобы создать лезвия в стиле Савониуса, чтобы ловить ветер. С помощью металлических трубок он может создать руки, которые будут удерживать каждое из лезвий. В целом, он может построить полностью функциональное VAWT дома.

Одно замечание по поводу этого варианта «сделай сам» лучше всего, если вы можете выполнить этот проект с кем-то, кто имеет базовые инженерные знания. Схемы представлены в комментариях к видео, но они все еще немного продвинуты для обычного человека. Для этого также потребуются пилы и сверла, которые могут быть, а могут и не быть частью вашего набора инструментов.

Почему так важно использовать природные источники энергии?

Когда дело касается возобновляемых источников энергии, может быть сложно сделать первоначальные инвестиции. Изучив варианты здесь, возможно, вы задаетесь вопросом, стоит ли вкладывать деньги в один из этих вариантов.

Экономия денег

Когда вы думаете об инвестировании в альтернативную энергетику, следует помнить о двух вещах. Первое — это финансовая перспектива. Тратя деньги сейчас, вы создаете свой собственный источник энергии, которым вы сможете бесплатно пользоваться в течение долгого времени. Это означает уменьшение текущей суммы денег, которую вы тратите на потребление энергии.

Через некоторое время стоимость ветряной турбины окупится той суммой денег, которую вы можете сэкономить от энергетических компаний.По мере того, как вы узнаете больше о своей собственности и ветряных турбинах, вы сможете продолжать вносить улучшения и максимально использовать свою энергию.

Воздействие на окружающую среду

Следующая причина не обязательно является финансовой, но, безусловно, может иметь финансовые последствия в будущем. Это экологическая причина, которая создает энергию таким образом, чтобы не наносить вред окружающей среде. Энергия ветра является возобновляемым источником энергии, а это означает, что она использует безграничное количество ветра, естественного происхождения на нашей планете, превращает его в полезную энергию и не создает ископаемое топливо, связанное с другими видами производства энергии.

Делая все возможное для уменьшения спроса на энергию, производимую из ископаемого топлива, вы вносите свой вклад в обеспечение более устойчивого будущего для планеты.

Последние мысли

Покупка ветряной турбины с вертикальной осью — прекрасный шаг в направлении более устойчивого будущего для вашего собственного энергопотребления. Вы можете использовать эти турбины в качестве дополнения к вашему текущему источнику энергии и как способ получить немного заряда, когда вы находитесь в труднодоступных местах.

Когда дело доходит до того, какую модель выбрать, MAKEMU является признанным производителем в мире VAWT и предлагает широкий выбор для многих типов потребителей. Если вы ищете что-то более простое и доступное, модели из нейлонового волокна, такие как Pikasola или Kisstaker, будут отличным местом для начала.

Что бы вы ни выбрали, вы внесете свой вклад в более устойчивое будущее и внесете свой вклад в уменьшение вредного воздействия на планету, вызванного нашей потребностью в энергии.

Источники

Ветровые турбины с вертикальной осью Преимущества и недостатки

Когда люди думают о ветряных турбинах, они часто представляют себе широкие роторы системы с горизонтальной осью. Ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT) имеет лопасти, установленные на верхней части конструкции главного вала, а не спереди, как у ротора самолета. Генератор обычно размещается у основания башни.

Применяемые реже, чем их горизонтальные аналоги, VAWT более практичны в жилых районах.Две распространенные конструкции включают турбину, которая напоминает две половинки барабана емкостью 55 галлонов, каждая из которых установлена ​​на вращающемся элементе (ротор Савониуса), и меньшую модель, которая чем-то похожа на взбиватель для яиц (модель Дарье). Чаще используются модели Савониуса, которые пропускают воздух через ступицу для вращения генератора; турбина вращается за счет момента вращения, когда воздух проходит через лопасти.

Устройство имеет два или три ножа и может быть короче и ближе к земле, чем горизонтальная система.Giromill также имеет конструкцию взбивания яиц, но имеет два или три прямых лезвия на вертикальной оси. Спиральные лопасти представляют собой еще одну конструкцию, напоминающую структуру, подобную ДНК. В целом ветряные турбины с вертикальной осью имеют свои преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными конфигурациями.

Преимущества VAWT

Эти турбины имеют меньше деталей, чем те, которые ориентируют поворотный механизм и лопасти по горизонтали. Это означает, что меньше компонентов изнашиваются и ломаются.Кроме того, опорная сила башни не должна быть такой большой, потому что редуктор и генератор находятся рядом с землей. Детали для управления тангажом и рысканием также не нужны.

Турбина также не должна быть направлена ​​против ветра. В вертикальной системе воздух, текущий с любого направления или скорости, может вращать лопасти. Таким образом, систему можно использовать для выработки электроэнергии при порывистых ветрах и когда они дуют постоянно.

К другим преимуществам относятся:

  • Безопасность рабочих: обслуживающему персоналу не нужно подниматься так высоко, чтобы добраться до частей башни.Мало того, что VAWT короче. У них также есть основные компоненты, расположенные ближе к земле. Обслуживание генераторов, редукторов и большинства механических и электрических частей конструкции не требует масштабирования башни, поскольку они не установлены сверху. Подъемное оборудование и альпинистское снаряжение тоже не нужны.

  • Масштабируемость: конструкция может быть уменьшена до небольших размеров, даже таких, как та, которая уместится на городской крыше. В городах может не хватить места для всех технологий использования возобновляемых источников энергии, но вертикальные турбины представляют собой жизнеспособную альтернативу углеводородным источникам энергии.

Кроме того, VAWT:

  • Дешевле в производстве, чем турбины с горизонтальной осью.

  • Более простой в установке по сравнению с другими типами ветряных турбин.

  • Можно переносить из одного места в другое.

  • Оснащен ножами с малой скоростью вращения, что снижает риск для людей и птиц.

  • Работает в экстремальных погодных условиях, с переменным ветром и даже в горных условиях.

  • Допустимо там, где запрещены более высокие конструкции.

  • Работают тише, поэтому они не беспокоят людей в жилых районах.

Согласно Институту инженеров-механиков, ветряные турбины с вертикальной осью больше подходят для установки в более плотных массивах. Они в 10 раз короче горизонтальных моделей, их можно объединять в массивы, которые даже создают турбулентность от одной турбины к другой, что помогает увеличить поток вокруг них.Следовательно, ветер ускоряется вокруг каждого из них, увеличивая вырабатываемую энергию. Низкий центр тяжести также делает эти модели более устойчивыми для плавания в морских установках.

Основные преимущества перед горизонтальными турбинами

Вертикальная конструкция позволяет инженерам размещать турбины ближе друг к другу. Их группы не должны быть расположены далеко друг от друга, поэтому ветряная электростанция не должна занимать столько земли. Близость горизонтальных ветряных турбин друг к другу может создавать турбулентность и снижение скорости ветра, что влияет на мощность соседних установок.

В отчете за 2017 год в журнале Journal of Renewable and Sustainable Energy , цитируемом Phys.org, отмечалось, что, хотя ветряные турбины с вертикальной осью производят меньше энергии на одну башню, они могут генерировать в 10 раз больше энергии по сравнению с сравнительная площадь земли при размещении массивами.

Недостатки VAWT

Не все лопасти создают крутящий момент одновременно, что ограничивает эффективность вертикальных систем по выработке энергии.Остальные лезвия просто проталкиваются. Кроме того, при вращении лезвия испытывают большее сопротивление. Хотя турбина может работать при порывах ветра, это не всегда так; низкий пусковой крутящий момент и проблемы с динамической стабильностью могут ограничивать функциональность в условиях, для которых турбина не была специально разработана.

Поскольку ветряные турбины расположены ниже земли, они не используют более высокие скорости ветра, которые часто встречаются на более высоких уровнях. Если установщики предпочитают возводить конструкцию на башне, их сложнее установить таким способом.Однако практичнее установить вертикальную систему на ровном основании, например на земле или на крыше здания.

Вибрация может быть проблемой и даже увеличивать шум, производимый турбиной. Воздушный поток на уровне земли может увеличить турбулентность, тем самым увеличивая вибрацию. Это может привести к износу подшипника. Иногда это может привести к большему объему обслуживания и, следовательно, к большим затратам, связанным с ним. В более ранних моделях лопасти были склонны к изгибу и растрескиванию, что приводило к выходу из строя турбины.Небольшие блоки на зданиях или других сооружениях могут подвергаться толкающим силам, которые добавляют поперечное напряжение, что требует постоянного обслуживания и использования более прочных и прочных материалов.

Вертикально или нет

Хотя они производят меньше энергии, чем горизонтальные турбины, ветровые турбины с вертикальной осью по-прежнему вырабатывают энергию и могут быть лучшим вариантом в зависимости от области применения.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *