Преимущества и недостатки вертикального ветрогенератора

Март 13, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

Вертикальные ветряные турбины называют турбинами Дарье. Это название дано в честь французского инженера Жоржа Дарье, который получил патент на изобретение в 1931 году. Турбина Дарье имеет С-образные лопасти. Обычно две-три лопасти.

Преимущества и недостатки вертикального ветрогенератора

У ветряных установок с вертикальной осью вращения лопасти имеют форму в виде винтов. Согласно теории ветряная энергия может полностью удовлетворить общие потребности человечестав на энергию. Данная область энергетики стремительно развивается. Большая часть ветряных генераторов, которые производятся во всем мире, имеют горизонтальную ось вращения. Лопасти роторов ветрогенераторов, имеющих горизонтальную ось вращения, поворачиваются к ветру при помощи хвоста, а в самых крупных ветровых станциях – с помощью двигателей.

Конфигурация лопастей, вращающихся при помощи подъемной силы, обычно имеет аэродинамическую форму, и походит на крылья самолета. Вертикальные ветряки применяют в работе подъемную силу, их лопасти походят по форме на венчик для взбивания яиц. У ветряных установок с вертикальной осью вращения окружная скорость превышает скорость ветряных потоков, благодаря этому сила ветра приводит ветрогенератор в движение.

Опыты показали, что ветряная установка, имеющая вертикальную ось вращения, по показателям эффективности превосходит ветрогенераторы с горизонтальными осями вращения, так как в них используется винт, у которого площадь поверхности больше площади ветровых установок, имеющих горизонтальную ось вращения.

Преимущества вертикальных ветрогенераторов винтообразной формы

В процессе проектирования ветровых генераторов, у которых ось вращения вертикальная, нужно учитывать такой малоизвестный, но важнейший факт: нарастание силы сопротивления относительно подъемной силы может превышать ее в 1000 раз.

У ветрогенератора с вертикальными осями вращения есть существенные преимущества перед ветрогенераторами с горизонтальной осью, тем более в случаях, когда установка работает в области переменных ветров и необходимо менять направление турбины, что повышает нагрузку само по себе, как на вышку, так и на подшипники, при этом важно то, что расходуется энергия. На вертикальные ветряки нагрузка распределяется равномернее, благодаря чему есть возможность выполнять более легкую и большую по размеру конструкцию. Генератор можно установить на земле, вышка не обязательна. Для установки ротора против ветра не требуются дополнительные механизмы.

Ветряной генератор с вертикальной осью вращения может быть оборудован тремя крыльями, закрученными в виде спирали. Сила ветра оказывает влияние на спиральные лопасти и на входе в турбину, и на выходе из нее, что обеспечивает условия для наиболее эффективной ее работы.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения являются достойной заменой ветрякам с горизонтальной осью. В качестве главного достоинства вертикального ветряка можно назвать то, что в этих установках нет необходимости направлять ось на поток ветра, такой ветряк использует ветер, который дует со всех направлений.

Если порывы ветра сильные, то ветрогенераторы с вертикальными осями быстрее наращивают силу тяги, а потом стабилизируют скорость вращения. Большой популярностью вертикальные ветряки пользуются особенно в регионах, где преобладающие ветра переменные.

Такие ветровые генераторы могут работать бесперебойно даже при сильном штормовом ветре, в то время, когда в подобных условиях горизонтальные ветровые установки автоматически выключаются.

Важен и тот факт, что лопасти ветрогенераторов с вертикальной осью вращения меньше шумят, они намного легче в изготовлении и способны выдерживать большие нагрузки, по сравнению с ветрогенераторами с горизонтальными осями вращения.

Для наращивания номинальной выходной мощности ветрогенератора достаточно в процессе эксплуатации добавить модули.

Вертикальный ветрогенератор не имеет каких-либо ограничений по защите расстоянием, если он устанавливается рядом с жильем, т.к. шумовая нагрузка остается в пределах до 20 ДБ, он не имеет магнитного излучения.

Ветрогенератор не требует для запуска дополнительных устройств.

Вертикальный ветряк безвреден для пчел, птиц и окружающей среды, он может устанавливаться рядом с жильем.

Ветрогенератор достигает номинальной мощности на малых оборотах. Современные ветрогенераторы устойчиво работают в агрессивных средах (резкие перепады температуры, морской воздух), благодаря непроницаемому саркофагу генератора из алюминия.

Вертикальный ветрогенератор требует минимум места для установки. Он защищен от воздействия молний путем применения алюминиевой конструкции.

Возможность установки без вреда для ландшафтного вида.

Недостатки ветрогенераторов с вертикальной осью вращения

У вертикальных ветряков есть также свои недостатки. Например, при вращении против ветряных потоков такой ветрогенератор несет потери, которые могут привести к тому, что эффективность применения ветряков с вертикальными осями вращения сокращается в два раза по сравнению с ветряными установками, которые оборудованы горизонтальными осями вращения.

Если ветрогенератор установлен рядом с землей, то внизу очень низкая скорость ветра, хотя можно сделать башню, но скорость ветра все равно будет низкой в нижней части ротора. Турбина сама не запускается, ей нужен толчок для начала работы;

Так как есть механизмы ветрогенераторов с вертикальной осью вращения, которые находятся внизу, то для того чтобы их заменить приходится производить демонтаж всей установки. Несмотря на все очевидные достоинства вертикальных ветряных генераторов, у них есть свои недостатки, которые нельзя не заметить. Кроме шума, который воспринимает ухо человека, от некоторых из них может исходить вредный инфразвук, приводящий к вибрациям, что вызывает дребезжание стекол в окнах и посуды. Зимой на лопастях ветрогенераторов могут появляться ледяные сосульки.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий