Основные виды ветрогенераторов и их характеристики: Основные виды ветрогенераторов и их характеристики

Виды ветрогенераторов (ветряков): горизонтальные, вертикальные, достоинства, характеристики

В настоящее время выпускается несколько основных видов ветрогенераторов:

• вертикальные ветрогенераторы.

  Установки с вертикальной осью вращения, расположенной перпендикулярно направлению потока ветра;

• горизонтальные ветрогенераторы.

  установки с горизонтальной осью вращения, расположенной параллельно или перпендикулярно направлению потока ветра;

• Ветрогенератор, работающий на водяных каплях;
• Ветрогенератор-парус.

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения

Горизонтальные ветроустановки, ось вращения которых перпендикулярна потоку ветра, серийно не производятся, так как считаются малоэффективными. Кроме того, их приходится оснащать специальными системами ориентации.

Достоинства горизонтальных ветрогенераторов перед вертикальными заключаются в большей быстроходности и большей вырабатываемой мощности.

Ветроустановка с вертикальной осью вращения

Вертикальные ветроустановки имеют несколько преимуществ перед горизонтальными.

• Они могут работать при любом направлении метра.
• Им не требуются устройства, определяющие направление ветра.
• У них снижены гироскопические нагрузки на лопасти пропеллера и систему передачи энергии.
• Их можно устанавливать на уровне земли.
• Конструкция гораздо проще.

Если имеется несколько вертикальных ветроустановок, расположенных рядом, то их эффективность повышается: вихревые потоки, образующиеся при вращении лопастей одной установки, создают дополнительный напор ветра для другой.

С горизонтальными установками ситуация обратная: их эффективность может снизиться за счет того, что устройства «отбирают» друг у друга ветер.

Ветрогенератор, работающий на водяных каплях

Кроме стандартных вертикальных и горизонтальных ветроустановок, уже освоенных серийными производителями, сейчас предлагаются и другие виды ветрогенераторов. Например, в Голландии создан прототип ветрогенератора, не имеющего подвижных частей. Считается, что он будет отличаться повышенной надежностью.

Конструкция этого необычного ветрогенератора достаточно проста: внутри металлической рамы параллельно располагаются трубки со специальными соплами и электродами. Из сопел поступают положительно заряженные капли воды, которые ветром сносятся к положительно заряженным электродам, в результате чего заряд возрастает.

Производительность устройства зависит от количества капель, скорости ветра и силы электрического поля. Такая ветроустановка отличается от стандартных моделей полным отсутствием движущихся и/или трущихся деталей. А следовательно — никакого шума, никакой вибрации, никакого износа за счет трения.

Ветрогенератор-парус

Еще один вариант без лопастей — ветроустановка, созданная по принципу паруса. Внешне она похожа на обычный ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, только вместо лопастей у нее устройство, напоминающее спутниковую антенну. Это парус, который улавливает ветер. Ветер заставляет парус колебаться, колебания приводят в движение поршни, те включают гидравлическую систему, и таким образом кинетическая энергия преобразуется в электрическую.

Такой ветрогенератор рекламируется как более надежный, долговечный, не требующий особых затрат на обслуживание (разработчики утверждают, что траты снижаются на 45 % по сравнению с обычной ветроустановкой, снабженной лопастями), бесшумный и производительный (КПД больше в 2,3 раза).

Типы ветрогенераторов | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Ветроэлектроустановки (ВЭУ) преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую с помощью генератора в процессе вращения ротора. Лопасти ветряков используются подобно пропеллеру самолета для вращения центральной ступицы, подсоединенной через коробку передач к электрическому генератору. По своей конструкции генератор ВЭУ напоминает генераторы, используемые в электростанциях, работающих за счет сжигания ископаемого топлива. Существуют два основных типа ветрогенераторов.

Горизонтальные

Вертикальные

Ветрогенератор с

горизонтальной осью вращения, имеет две или три лопасти, установленные на вершине башни, — наиболее распространенный тип ветроустановок ВЭУ. У турбин с горизонтальной осью вращения ведущий вал ротора расположен горизонтально. В рабочем состоянии относительно направления воздушного потока ротор турбины может находиться перед опорой — так называемый наветренный ротор или за опорой — подветренный ротор. Чаще всего турбины с горизонтальной осью вращения имеют две или три лопасти, хотя есть и модели с большим числом лопастей. Последние ветряки представляют собой диск с большим количеством лопастей. Они получили название «монолитных» установок. Такие установки используются в первую очередь в качестве водяных насосов. В отличие от них площадь ротора турбины с малым количеством лопастей (две-три) не является сплошной. Эти турбины относят к «немонолитным» установкам. Для наиболее эффективной работы ветряка его лопасти должны максимально взаимодействовать с ветровым потоком, проходящим через площадь вращения ротора. Ветряки с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения. В то время как установки с двумя или тремя лопастями должны вращаться с очень высокой скоростью, чтобы максимально «охватить» ветровые потоки, проходящие через площадь ротора. Теоретически, чем больше лопастей у ротора, тем эффективней должна быть его работа. Однако, ветряки с большим количеством лопастей менее эффективны, чем ветрогенераторы с двумя или тремя лопастями, так как лопасти создают помехи друг другу. У ветряков с вертикальной осью вращения (Н-образные) ведущий вал ротора расположен вертикально. Лопасти такой турбины — длинные, обычно дугообразные. Они прикреплены к верхней и нижней частям башни. Благодаря вертикальному расположению ведущего вала ротора Н-образные турбины, в отличие от турбин с горизонтальной осью вращения, «захватывают» ветер, дующий в любом направлении, и для этого им не нужно менять положение ротора при изменении направления ветровых потоков. Несмотря на свое внешнее различие, ветряки с вертикальной и горизонтальной осями вращения представляют собой похожие системы. Кинетическая энергия ветра, получаемая при взаимодействии воздушных потоков с лопастями ветряка, через систему трансмиссии передается на электрический генератор. Благодаря трансмиссии генератор может работать эффективно при различных скоростях ветра. По способу взаимодействия с ветром ветряки делятся на установки с жестко закрепленными лопастями без регулирования и на агрегаты, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом. Обе конструкции имеют преимущества и недостатки. Ветряки, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом, имеют более высокую эффективность использования ветра и, соответственно, они вырабатывают больше электроэнергии. В то же время, эти ветряки должны быть оснащены специальными подшипниками, которые, исходя из имеющегося уже опыта, часто являются причиной поломок агрегатов. Турбины с жестко закрепленными лопастями более просты в обслуживании, однако их эффективность

использования ветрового потока ниже.

плюсы и минусы, производители устройств и необычные конструкции

Возрастающий интерес конструкторов к ветроэнергетике, стремление обеспечить автономность, независимость жилья от поставщиков ресурсов, вызвали появление множества разработок, функционально опережающих традиционные образцы. Обилие конструкций и разновидностей ветряков заставляет рассмотреть их внимательнее.

Основные виды ветрогенераторов

В первую очередь, ветрогенераторы принято разделять на вертикальные и горизонтальные. Эти группы называются так из-за расположения оси вращения крыльчатки. Горизонтальные конструкции напоминают пропеллер или вентилятор, а вертикальные по своему строению близки к карусели. Такое разделение условно, в настоящее время имеются конструкции, сочетающие в себе элементы и той, и другой группы. Есть также отдельные устройства, которые не могут быть причислены к этим категориям.

Горизонтальные конструкции, их особенности, достоинства и недостатки

Горизонтальные устройства имеют более высокую эффективность, поскольку энергия потока усваивается ими намного полнее. Все горизонтальные ветряки созданы практически по одной конструктивной схеме, есть некоторые отличия лишь в строении ротора. К недостаткам этой группы можно отнести необходимость настройки на ветер, которая хоть и производится автоматически, но требует наличия дополнительного шарнирного соединения, обеспечивающего вращение устройства вокруг вертикальной оси.

Кроме того, для горизонтальных устройств важно наличие высокой опоры — мачты, обеспечивающей оптимальный режим контакта с потоками ветра. Специфика работы требует наличия защиты от ураганного ветра, которая при увеличении силы потока отводит ротор от ветра, вследствие чего частота вращения резко падает.

Вертикальные генераторы, особенности, плюсы и минусы

Вертикальные ветрогенераторы менее эффективны вследствие наличия останавливающего воздействия потока ветра на обратные стороны лопастей. Этот недостаток практически единственный. Вертикальные конструкции не нуждаются в наведении на ветер, не требуют установки на высокие мачты, доступны для ремонта, обслуживания или самостоятельного изготовления.

Именно вертикальные конструкции обеспечивают такое разнообразие форм и моделей ротора, созданных профессиональными конструкторами и талантливыми любителями. Рассмотрим некоторые варианты конструкции вертикальных роторов:

Ротор Дарье

Отличается конфигурацией лопастей, которые расположены вертикально и по касательной к окружности вращения. Кроме того, форма лопасти имеет строение как у крыла самолета, поэтому при вращении создается подъемная сила, облегчающая движение и способствующая работе со слабыми потоками ветра.

Ветровая турбина Савониуса

Этот вид имеет две лопасти, установленные напротив друг друга. Форма лопастей напоминает желоб, при воздействии ветрового потока на обратную сторону происходит расщепление струи воздуха, которая частично уходит в сторону, а частично соскальзывает с обратной стороны одной лопасти на рабочую часть второй. Ветрогенератор Савониуса является одной из самых старых разработок, но до сих пор вполне успешно используется как в промышленных, так и в самодельных устройствах.

Выбор вертикального ветрогенератора

Для того, чтобы правильно подобрать конструкцию вертикального ветрогенератора, надо учесть размеры ротора, силу ветра в регионе, потребность в определенном количестве электроэнергии, и сопоставить эти величины. Чем больше ротор, тем он тяжелее и тем труднее ему начинать вращение. Способность начинать вращаться при слабых ветрах присуща не каждому виду вертикальных устройств, поэтому следует для больших ветряков использовать наиболее чувствительные конструкции.

Вариантов выбора много, их параметры мало отличаются друг от друга, но некоторая разница присутствует. Если рассматриваемая конструкция не способна обеспечить желаемое количество энергии, следует отказаться от нее и рассмотреть другой вариант.

Кроме указанных параметров надо помнить, что самодельное устройство во многих случаях выгоднее и надежнее, так как легче ремонтируется и не требует больших расходов, что при выборе может сыграть решающую роль.

Генераторы российского производства

Российские фирмы-производители ветряков пока не могут в полную силу конкурировать с зарубежными изготовителями. При этом, отечественные конструкторы учитывают специфику и потребности российского пользователя. Конструкции российских фирм рассчитаны на потребление в масштабах одного дома, или одной небольшой системы (освещение, водяной насос и т.д.). Такой подход позволяет создавать устройства, доступные по цене и удобные по параметрам.

Приобретение крупных образцов отечественному пользователю не по карману, а удовлетворить потребности одной усадьбы можно одним-двумя небольшими комплексами. Поэтому российские фирмы выпускают более привлекательные модели, что создает для них неплохие перспективы и повышает конкурентоспособность.

Необычные конструкции ветрогенераторов

Среди широкого ряда конструкций ветряков встречаются устройства весьма специфического вида. При этом, они полностью функциональны и выполняют свою работу на достаточно высоком уровне (для опытных или пилотных образцов). Некоторые конструкции совершенно выбиваются из общего ряда и обладают уникальными свойствами, другие намного ближе к традиционным формам. Рассмотрим их поближе:

Устройство на водяных каплях

Из необычных ветрогенераторов этот — самый необычный. Он не похож ни на одну известную конструкцию. Он даже не имеет вращающихся частей. Представляет собой раму, внутри которой расположены горизонтально трубки с водой. На поверхности трубок имеются сопла, из которых выпускаются капли воды, заряженной положительно при помощи электродов, находящихся внутри трубок. При порыве ветра капли попадают на противоположные электроды, изменяя их заряд, что вызывает возникновение электрического тока в системе.

Дизайнерский ветрогенератор revolution air

Этот ветрогенератор создан, по сути, с декоративными целями. Его свойства таковы, что пользоваться им как полноценным устройством вряд ли получится. Для запуска ему нужна скорость потока от 14 м/сек, а при минимальной цене в 2500 евро такие характеристики нельзя рассматривать как нормальные рабочие параметры. Устройство имеет оригинальный внешний вид, хотя, по сути, является переосмысленным в художественном смысле вариантом ветрогенератора ортогонального типа.

Парусный ветряк

Еще одна оригинальная конструкция ветряка, имеющего весьма широкие лопасти. Они изготовлены в виде рам, на которые натягивается плотное полотно, образующее парус. Такая конструкция способствует получению больших лопастей при малом весе.

Имеется также конструкция, где парус создает давление на систему поршней без вращения. Большая площадь позволяет эффективно использовать полученную энергию ветра, но имеется опасность выхода из строя мачты ветряка при сильном порыве. Конструкция практически не шумит, не имеет движущихся частей, что увеличивает срок службы и снижает расходы на обслуживание устройства.

Конструкция Третьякова

Ротор ветрогенератора Третьякова имеет довольно сложную конструкцию, хотя, по сути, он является разновидностью ротора с диффузором. Устройство имеет вертикальный ротор-крыльчатку. Вокруг нее располагается подвижный воздухоприемник со стабилизатором, автоматически устанавливающим конструкцию по ветру. Воздухоприемник имеет также ряд направляющих, организующих поступление потока в нужном направлении.

Воздух, попадая внутрь корпуса, обходит рабочее колесо снизу и направляется к лопаткам. Такой сложный путь потока способствует получению правильного направления струи и отсутствию противодействующего контакта с обратными сторонами лопастей. Ротор способен начинать вращение при ветре от 1,4 м/сек, что очень ценно в условиях нашей страны, не отличающейся сильными и ровными ветрами.

Летающий ветрогенератор-крыло

Идея создания такой конструкции опирается на тот факт, что на высоте потоки ветра более активны и имеют большие скорости. Разработчики используют приспособление, напоминающее гигантский воздушный змей, который поднимается на большую высоту и летает по заранее задуманной траектории, вырабатывая электрический ток. Устройство позволяет отказаться от создания высоких мачт, поднимать ветряк на большие высоты и обеспечивать максимально возможные скорости ветра.

Внимание! Большинство необычных разработок до сих пор не запущено в массовое производство. Причиной этого стали относительно невысокие показатели, которые демонстрируют конструкции, и сложности в осуществлении некоторых операций эксплуатационного характера (например, запуск ветряка-крыла).

Мощные генераторы электроэнергии

Мощные ветрогенераторы используются для выработки электроэнергии в промышленных масштабах. Их создание было необходимостью, вызванной полным отсутствием других возможностей. Созданные большие ветряки имеют большую мощность и действуют в составе ветроэнергетических станций (ВЭС).

В них входят десятки таких ветряков, обеспечивающих суммарную выработку 400-500 мВт энергии, что уже сопоставимо с возможностями ГЭС, хотя и не может перекрыть их. Размеры таких ветряков действительно огромны, размах лопастей турбины «Энеркон» составляет 126 м, а высота от земли до оси ротора — 135 м.

Такие габариты вызвали массу домыслов о вреде для здоровья человека, об опасности для пролетающих птиц и прочих небылицах. Использование этих гигантов дает возможность снабжать энергией целые регионы Германии, Дании и прочих государств, расположенных на побережье Атлантики и Балтики.

Возникающие слухи свидетельствуют лишь о неграмотности населения и не имеют ничего общего с реальной ситуацией. Эксплуатация крупных ветрогенераторов была бы попросту невозможной, если бы они имели какое-либо отрицательное воздействие на природу или человека. Европейские законы на этот счет весьма строги и не допускают исключений.

Рекомендуемые товары

Типы ветрогенераторов

Ветроэлектроустановки (ВЭУ) преобразуют кинетическую энергию ветра в электрическую с помощью генератора в процессе вращения ротора. Лопасти ветряков используются подобно пропеллеру самолета для вращения центральной ступицы, подсоединенной через коробку передач к электрическому генератору. По своей конструкции генератор ВЭУ напоминает генераторы, используемые в электростанциях, работающих за счет сжигания ископаемого топлива. Существуют два основных типа ветрогенераторов.

Горизонтальные

Вертикальные

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, имеет две или три лопасти, установленные на вершине башни, — наиболее распространенный тип ветроустановок ВЭУ. У турбин с горизонтальной осью вращения ведущий вал ротора расположен горизонтально. В рабочем состоянии относительно направления воздушного потока ротор турбины может находиться перед опорой — так называемый наветренный ротор или за опорой — подветренный ротор. Чаще всего турбины с горизонтальной осью вращения имеют две или три лопасти, хотя есть и модели с большим числом лопастей. Последние ветряки представляют собой диск с большим количеством лопастей. Они получили название «монолитных» установок. Такие установки используются в первую очередь в качестве водяных насосов. В отличие от них площадь ротора турбины с малым количеством лопастей (две-три) не является сплошной. Эти турбины относят к «немонолитным» установкам. Для наиболее эффективной работы ветряка его лопасти должны максимально взаимодействовать с ветровым потоком, проходящим через площадь вращения ротора. Ветряки с большим количеством лопастей обычно работают при низких скоростях вращения. В то время как установки с двумя или тремя лопастями должны вращаться с очень высокой скоростью, чтобы максимально «охватить» ветровые потоки, проходящие через площадь ротора. Теоретически, чем больше лопастей у ротора, тем эффективней должна быть его работа. Однако, ветряки с большим количеством лопастей менее эффективны, чем ветрогенераторы с двумя или тремя лопастями, так как лопасти создают помехи друг другу. У ветряков с

вертикальной осью вращения (Н-образные) ведущий вал ротора расположен вертикально. Лопасти такой турбины — длинные, обычно дугообразные. Они прикреплены к верхней и нижней частям башни. Благодаря вертикальному расположению ведущего вала ротора Н-образные турбины, в отличие от турбин с горизонтальной осью вращения, «захватывают» ветер, дующий в любом направлении, и для этого им не нужно менять положение ротора при изменении направления ветровых потоков. Несмотря на свое внешнее различие, ветряки с вертикальной и горизонтальной осями вращения представляют собой похожие системы. Кинетическая энергия ветра, получаемая при взаимодействии воздушных потоков с лопастями ветряка, через систему трансмиссии передается на электрический генератор. Благодаря трансмиссии генератор может работать эффективно при различных скоростях ветра. По способу взаимодействия с ветром ветряки делятся на установки с жестко закрепленными лопастями без регулирования и на агрегаты, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом. Обе конструкции имеют преимущества и недостатки. Ветряки, у которых лопасти сделаны с изменяющимся углом, имеют более высокую эффективность использования ветра и, соответственно, они вырабатывают больше электроэнергии. В то же время, эти ветряки должны быть оснащены специальными подшипниками, которые, исходя из имеющегося уже опыта, часто являются причиной поломок агрегатов. Турбины с жестко закрепленными лопастями более просты в обслуживании, однако их эффективность

использования ветрового потока ниже.

Ветрогенератор, вертикальные и горизонтальные конструкции их ТТХ

Данный способ получения энергии не оказывает негативного влияния на окружающую среду, а также в процессе не может возникнуть техногенной аварии. Кинетические свойства ветра доступны в любом уголке земного шара, поэтому оборудование можно устанавливать повсюду. К 2005 году мощность совокупной энергией ветра составил 59 тыс. мегаватт. И за весь год вырос на 24 %. Ветрогенератор, если говорить научным путём перерабатывает кинетическую энергию в механическую.

На понятном языке, с помощью этого агрегата энергия воздушного потока  перерабатывается в электричество, которое можно использовать в населенных и промышленных пунктах, отдалённых от центральной энергосети. Он имеет достаточно простой механизм работы: ветер крутит ротор, который вырабатывает ток и, в свою очередь, передаётся через контроллер на аккумуляторы. Инвертор преобразовывает напряжение на контактах аккумулятора в пригодное для использования.

Конструкция и технические характеристики  ветроэнергетической установки

Технические исследования доказали, что атмосферные циклоны намного мощнее наземные, поэтому необходимо выше устанавливать генерирующее устройство. Чтобы получить энергию высотных ветров необходимо определенная технология.

принцип работы зелёного тарифа с ветрогенератором

Её можно получить с помощью совокупности турбин и воздушных змеев. Электростанции, находящиеся на поверхности земли или морском шельфе получают поверхностный поток. Изучая технологический процесс производства двух типов станций, эксперты пришли к колоссальной разнице в эффективности. Наземные турбины смогут произвести более 400 ТВт, а высотные – 1800 ТВт.

Ветроэлектростанция на 100 квт в час на целые сутки

В общем, ветрогенераторы разделяют на домашние и промышленные. Последние устанавливаться на больших корпоративных объектах, так как имеют большую мощность, иногда их даже объединяют в сеть, что в результате составляет целую электростанцию. Особенностью таких способов выработки электричества является полное отсутствие как самого сырья для переработки, так и отходов. Все что нужно для активного функционирования электростанции — мощные порывы ветра.
Карта ветров по регионам и среднегодовая скорость.

 

Мощность можете достигать 7,5 мегаватт.

Роторные следует монтировать в местах где скорость ветра больше 4 м/с. Расстояние от мачты до ближайших построек или высоких деревьев, должно составлять не меньше 15 метров, а расстояние от нижнего края ветроколеса до ближайших веток деревьев и строений, должно быть, не меньше 2 метров. Требуется отметить, что конструкцию и высоту мачты каждый рассчитывает индивидуально, в зависимости от местных природных условий, наличия препятствий и скорости воздушного потока.

Установка и горизонтальных, и вертикальных ветрогенераторов производиться на фундамент. Мачту крепят на анкерные болты. Перед установкой мачты фундамент выдерживают месяц, это нужно, чтобы бетон уселся и набрал прочность. В обязательном порядке комплектуются системой грозовой защиты, поэтому могут надёжно обеспечить ваш дом электричеством, даже в дождливую погоду.

 

Новейшие технологии разработчиков компании NASA, направлены на генерирующие устройства воздушного змея. Это повысит коэффициент полезного действия до 90%. Так как, на земле будет расположен генератор, а в воздухе прибор, улавливающий атмосферные порывы. Сейчас тестируется система полета воздушного прибора, максимальная дальность 610 метров, а размах крыла приблизительно 3 метра. Вращательная фаза шара будет потреблять меньше ресурсов, а турбинные лопасти станут быстрее двигаться. Конструкторы предполагают, что такую инженерию можно внедрять в космосе, например на Марсе.

Змеи – электрогенераторы

Как видим, будущая перспектива достаточно оптимистична, осталось только дождаться, когда это все воплотится в жизнь. Не только космическое агентство предлагает инновационные методы, но уже множество компаний имеет планы на размещение таких конструкций на нужных географических участках Земли. Некоторые из них добились потрясающего прогресса и их детища уже эксплуатируются.

Чего только стоят башни – близнецы в Бахрейне, где два гигантских здания как одна электростанция. Высота достигает 240 метров. За год такой проект вырабатывает 1130 МВт. Примеров можно приводить очень много, суть в том, что с каждым годом растет количество заинтересованных компаний для участия в развитии индустрии.

Схема распределения энергии: 1 — ветрогенератор; 2 — контроллер заряда; 3 — аккумулятор; 4 — инвертор; 5 — распределительная система; 6 — сеть; 7 — потребитель.

Альтернативная ветроэнергетика СНГ

Естественно, ветроэнергетика стран СНГ отстает от передовых государств. Это объясняется многими причинами, в первую очередь экономическими. Правительственные ведомства разрабатывают программы, вводятся «зеленые тарифы», способствующие развивать отрасль.

Для этого есть огромный потенциал, но препятствий к реализации достаточно много. Например, Беларусь совсем недавно начала развиваться в этом направлении, но главной проблемой республики, является отсутствие собственного производства, приходиться заказывать оборудование в странах – партнерах. Говоря о России, данное производство находится в «замороженном» состоянии, поскольку базовыми источниками являются: вода, уголь и атом. Как следствие, 64 место в рейтинге производства электричества. Для Казахстана благоприятное географическое расположение должно способствовать, однако техническая база очень устарела и требует капитальной модернизации.

Развитие ветровой энергии в северной Европе

Норвегия расположена на Скандинавском полуострове, большая часть территории омывается морем, где дуют сильные северные ветра. Возможности получения электричества безграничны. В 2014 году был введен в эксплуатацию парк проектной мощностью 200 мегаватт. Такой комплекс обеспечит 40 тысяч жилых домов. Не стоит забывать, что Норвегия и Дания тесно сотрудничают на энергетическом рынке. Дания – это мировой лидер в области офшорной энергетики.

Большинство электростанций расположено в море, более 35% электроэнергии вырабатывается такими комплексами. Не имея атомных станций, Дания легко обеспечивает себя и Европу электричеством. Грамотное использование альтернативных источников позволило добиться такого прогресса.

Комплектация ветряков

Вертикальный, как правило, состоит из таких деталей:

• турбина
• хвост
• ориентирующий против потока ротор
• мачта с растяжками
• генератор
• аккумуляторы
• инвертор
• контроллер заряда аккумулятора
• сеть

Лопасти ветрогенератора

Отдельно хотелось бы затронуть тему лопастей, от их количества и материала, из которого они сделаны, напрямую зависит эффективность работы установки. Исходя из их количества, они бывают одно- двух-трёх и многолопастные. Последние характеризуются числом лопастей больше пяти, они обладают большой инерцией и КПД,, за счёт чего могут использоваться для работы водяных насосов. На сегодняшний день уже разработан довольно эффективный в работе, способный ловить потоки воздуха без лопастей. Он работает по принципу парусника, он ловит порывы воздуха, из-за чего двигаются поршни, что размещаются в верхней части, сразу за тарелкой.

Чертежи лопасти.

По материалам, из которых сделаны лопасти в установках, различают жёсткие и парусные конструкции. Парусные являются более дешёвым вариантом из стеклопластика, или из металла, но во время активной работы они очень часто ломаются.

Дополнительные элементы ветряка

Некоторые из современных моделей обладают модулем подключения источника постоянного тока для работы солнечных батарей. Порой конструкция вертикального ветряка дополняется необычными элементами, к примеру, магнитами. Очень большой популярностью пользуется из ферритовых магнитов. Эти элементы способны ускорить обороты ротора, а соответственно повысить мощность генератора и КПД.

Именно таким образом добываются повышения эксплуатационных характеристик на собственноручной сборке, к примеру, из старого автомобильного автогенератора. Требуется отметить  принцип ветроэлектростанции из ферритовых магнитов — он позволяет обойтись без редуктора, а это минимизирует шум и в несколько раз увеличивает надёжность._

Вертикально осевой Ротор Дарье. Особенности ротора

В новых конструкциях вертикальных ветряков используют Ротор Дарье, он имеет в два раза выше коэффициент переработки ветрового потока, чем все известные до сих пор установки подобного типа. Вертикально осевые с ротором Дарье целесообразно устанавливать для оборудования насосных станций, где нужен мощный момент на оси вращения при добыче воды с колодцев и скважин в условиях степи.

Ротор Савониуса новинка вертикальных генераторов

Русские учёные изобрели вертикальный генератор нового поколения, который работает на роторе Ворониных-Савониуса. Он являет собой, два полуцилиндра на вертикальной оси вращения. На любом направлении и шквалах, “ветряная мельница” на основе ротора Савониуса, будет полноценно вращаться вокруг своей оси и вырабатывать энергию.

Главным минусом его является низкое использование ветровой силы, так как лопасти-полуцилиндры функционируют только в четверть оборота, а остальную часть своей окружности вращения он тормозит своим движением. О того, какой ротор вы выберете, будет также зависеть долгосрочность эксплуатации объекта. К примеру, ветряки с геликоидным, могут равномерно вращаться благодаря закрутке лопастей. Этот момент уменьшает нагрузку на подшипник и увеличивает длительность службы.

Ветрогенератор с разной мощностью

Устройство “мельницы” требуется выбрать в зависимости от того, какая мощность должна быть у него на выходе. Мощность до 300 Вт является одним из самых простых типов оборудования. Такие модели легко помещаются в багажнике автомобиля, и могут быть установлены одним работником за считаные минуты. Он очень быстро ловит попутный поток воздуха и обеспечивают зарядку мобильных устройств, освещение и возможность просмотра телевизора.

5 квт является оптимальным вариантом для небольшого загородного дома. Мощностью в 5-10 квт он может полноценно функционировать на небольших скоростях ветра, поэтому имеют более широкую географию для своей установки.

Плюсы и преимущества использования

Если рассматривать плюсы, тогда в первую очередь хотелось бы отметить, что он даёт условно бесплатную электроэнергию, которая в наше время стоит не дешево. Чтобы обеспечить небольшой дом электричеством, приходиться платить огромные счета. Важно одно—современные ветряки хорошо совместимы с альтернативными источниками. К примеру, они могут функционировать в комплексе с дизельными генераторами, создавая единый замкнутый цикл.

• Эффективность напрямую зависит от выбора пространства, где она будет размещена
• Низкие энергопотери в момент транспортировки, потому как потребитель может находиться на близком расстоянии от источника
• Экологически чистое производство
• Легкое управление, нет необходимости постоянно обучать персонал
• Долгое использование комплектующих, не требуется частой замены

Оптимальным скоростным потоком считается уровень 5 – 7 м/с. Мест для достижения такого показателя очень много. Очень часто ветряную ферму используют в открытом море на расстоянии 15 км. от берега. Каждый год уровень добычи энергии повышается на 20 %. Если рассматривать дальнейшие перспективы, в этом ключе природный ресурс бесконечный, чего не скажешь о нефти, газе, угле и т. д. Также, не стоит сбрасывать со счетов безопасность такой промышленности. Техногенные катастрофы, связанные с атомом вызывают страх перед всем человечеством.

Перед глазами стоит ужасная картина, взорвавшегося атомного реактора на Чернобыльской АЭС в 1986 году. А аварию на Фукусиме охарактеризовали, как дежавю Чернобыля. Деструктивные последствия для всего живого после таких ситуаций, вынуждают многие страны отказываться от расщепления атома и искать альтернативные методы производства кВт.

Однажды заплатив определённую сумму, можно несколько лет пользоваться бесплатным электричеством. Неоспоримый плюс также в том, что есть возможность покупать уже бывшие в употреблении, а это позволяет сэкономить ещё больше.

Минусы и недостатки

Несмотря на все позитивные качества ВЭС, также имеют места быть негативные стороны. В большинстве случаев, недостатки похожи на пропаганду и носят противоречивый характер. Рассмотрим наиболее тиражируемые во всех ТВ передачах, газетных статьях и интернет ресурсах:

• Первым из недостатков является то, что человек не научился контролировать природные явления, поэтому предугадать, как будет работать генератор в тот или иной день, невозможно
• Ещё одним минусом ветряков есть их аккумуляторы. Они обладают относительной долговечностью и в следствии их обязательно менять через каждые 15 лет
• Финансовые инвестиции требуют больших затрат. На самом деле, новые технологии имеют тенденцию к снижению
• Зависимость от силы горизонтального воздушного потока. Данный минус более адекватный, ведь нельзя повлиять на силу вихря
• Отрицательное воздействие на среду шумовым эффектом. Как показали последние изучения по этому вопросу—нет основательных причин так утверждать
• Уничтожение птиц, которые попадают в лопасти. Согласно статистическому анализу вероятность столкновения равносильна с ЛЭП
• Искажение приема сигнала. По оценкам очень маловероятна, тем более множество станций находится вблизи аэропортов
• Они искажают ландшафт( неподтверждено)

Это лишь малая часть мифов – страшилок, которыми пытаются напугать людей. Это повод и не более, ведь на практике работа ВЭС мощностью 1 МВт, позволяет сэкономить за 20 лет, примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти. Ведущие страны рекордными темпами осваивают альтернативный источник, отказываясь от атомного комплекса. Германия, США, Канада, Китай, Испания активно устанавливают оборудование на своих местностях.

Также требуется напомнить о том, что некоторые типы установок создают сильные шумы. Чем больше мощность установки, тем сильнее будет от него исходить шум. Монтировать необходимо на расстоянии, где уровень шума от станции не превысит 40 децибел. В противном случае, у вас постоянно будет болеть голова. Также они создают помехи в работе телевизора и радиовещания.

Вертикальные и солнечные конструкции, их КПД, гибриды нового поколения

Вертикальный нового поколения, как уже выше упоминалось, может отличаться по типу своих лопастей. Ярким примером, является гиперболоидный ветрогенератор, в котором турбина имеет гиперболоидную форму и существенно превосходит крыльчатый ветряк с вертикальной осью вращения. К примеру, функциональная его зона  7…8% площади, а гиперболоидный имеет рабочую зону в 65…70%. На базе таких турбин в США соединили два альтернативных источника ветер и солнце. Компания WindStream Technologies выпустила на рынок накрышную гибридную энергосистему SolarMill («Солнечная Мельница») мощностью 1, 2 кВт.

 

Ветрогенератор Болотова и его независимость от погодных условий

В последнее время очень большое внимание начало уделяться малым установкам. Одним из самых удачных есть вариант ветряка Болотова. Он являет собой электростанцию с вертикально размещённым валом генератора.

Особенностью оборудование —его необязательно приспосабливать к разным погодным условиям. Генератор Болотова способен принимать поток со всех сторон без соответствующих опций и необходимости разворота установки в другом направлении. Роторный способен форсировать поступающий поток, благодаря чему может полноценно функционировать при ветре любой мощности, включая штормовой.

Ещё одним достоинством этого вида , является удобное расположение в них генератора, электрической схемы и аккумуляторов. Они находятся на земле, в следствии техническое обслуживание оборудования очень удобно.

Однолопастной на мачте

Инновационной разработкой, принято считать однолопастной, главным его достоинством является высокая частота и скорость оборотов. Именно в них вместо оптимального количества лопастей встроен противовес, который мало влияет на сопротивляемость движению воздуха.

Ветрогенератор Онипко

Продолжая обговаривать необычные варианты винтов, невозможно не упомянуть ветряк Онипко, который отличается конусообразными лопастями. Главным плюсом этих установок, является способность получения и преобразование в кВт при скорости потока 0,1 м/с. Лопастные, в отличии, начинают обороты на скорости 3 м/с. Онипко бесшумный и полностью безопасен для внешней среды. Он не нашёл массового распространения, но как говорят результаты исследований, он станет отличным вариантом для больших производственных объектов, что ищут альтернативные источники, так как обладает большой мощностью.

В виде панциря улитки.
Инновационным прорывом считают изобретение компании Archimedes, которая находиться в Нидерландах. Она предложила вниманию общественности конструкцию бесшумного типа, который можно устанавливать прямо на крыше многоэтажного здания. Согласно исследованиям, агрегат может работать в комплексе с солнечными батареями и свести к нулю зависимость здания от внешней энергосети. Новые генераторы носят название Liam F1. Оборудование имеет вид небольшой турбины диаметр которой 1,5 метра, и вес 100 килограмм.

По своей форме установка напоминает панцирь улитки. Турбина разворачивается по направлению захватывая воздушный поток. Агустин Отегу изобретатель всемирно известной спиралевидной турбины Nano Skin, видит будущее человечества не в громадных солнечных батареях и турбинах с большим размахом винтов. Он рекомендует монтировать их в наружных частях зданий. Турбины начнут вращаться ветром и создадут энергию, которая будет передаваться непосредственно в электросеть здания.

Парусный ветрогенератор

Альтернативой лопастного, является парусный. Он самый шустрый «ловец» потока. Попутный ветер в лопасти улавливает очень быстро и мгновенно под него подстраивается в результате тот может работать на всех скоростях от самых малых до буревых. Этот тип оборудования вовсе не создаёт шумов и радиопомех, он прост в эксплуатации и транспортировке и это является немаловажным фактором.

Необычные устройства, ветроэнегетика и её проекты

На стадии разработки находиться еще множество конструкций необычного типа. Среди них, особым интересом пользуются:

• Sheerwind напоминает своим внешним видом музыкальный инструмент
• ветрогенераторы от компании ТАК, напоминающие уличные фонари на само обеспечении
• ветряки на мостах в виде пешеходного перехода
• ветряные качели, которые принимают потоки воздуха со всех сторон
• «ветряные линзы» диаметром 112 метров
• плавучие ветряки от корпорации FLOATGEN
• разработка компании Tyer Wind – ветрогенератор, имитирующий лопастями взмах крыльев колибри
• в виде реального дома, в котором можно жить от компании TAMEER. Аналогом этой разработки является Anara Tower в Дубаи

Вскоре будут установлены первые в мире установки способные работать без ветра. Представит вниманию человечества их немецкая компания Max Bögl Wind AG. Они будут состоять из турбин высотой 178 метров. Будут также выполнять роль резервуаров с водой. Принцип работы системы достаточно простой, когда есть ветер оборудование будет работать по типу ветрогенератора, а когда погода не ветреная, в работу будет пускаться гидротурбины. Они вырабатывают энергию из воды, которая должна спускаться из резервуаров вниз по холму. Когда он снова появляется, вода начнет перекачиваться обратно в резервуары. Этим самым удастся обеспечить работу электростанции в непрерывном режиме.
Эпоха “мельниц”, с которыми сражался еще Дон Кихот в рассказе Сервантеса уходит в далекое прошлое. Сегодня промышленные объекты больше напоминают уникальные произведения искусства нежели промышленные установки.

Дирижабль ветрогенератор от компании Altaeros Energies

С каждым днём появляются всё больше идей, касающихся выработки альтернативных источников и одной из самых новых, считается дирижабль генератор. Лопастные традиционные достаточно шумны, а коэффициент использовании ветрового потока достигает 30%. Именно эти недостатки решили исправить Altaeros Energies разработав дирижабль. Этот инновационный тип будет работать на высотах до 600 метров. Обычные лопастные ветроустановки до этого предела высот не достают, но именно здесь самые мощные ветра, которые могут обеспечить непрерывную работу генераторов. Оборудование являет собой надувную конструкцию, которая выглядит чем-то средним между мельницей и дирижаблем. На нём установлена трехлопастная турбина на горизонтальной оси.

Особенностью такой плавающей ветроэлектростанции—ее можно контролировать дистанционно, она не требует дополнительных затрат на техническое обслуживание и очень проста в эксплуатации. Как утверждают разработчики, в перспективах эти установки будут являться не только источниками электричества, но и смогут проводить интернет на отдаленные участки земного шара, что далеки от развития инфраструктуры. Согласно полученным данным, можно утверждать, что массовое производство этой энергетической вырабатывающей установки станет огромным прорывом в мире техники. И запас мощности у дирижабля хватит на «двоих».

Ветрогенератор «Летающий Голландец» и другие летающие установки.
Это устройство являет собой гибрид дирижабля и мельницы. Во время тестов дирижабль был поднят на высоту 107 метров, и находился там какое-то время. Результаты показали, что эти виды установок способны выработать в два раза больше мощности, чем обычные установки, которые устанавливают на высотных башнях.

Проект Wavestalk

Интересно узнать, что для преобразования силы волн и океанических течений в электричество был предложен альтернативный вариант проекту Windstalk – Wavestalk. Устройство являет собой безлопастный, парусного типа. По своей форме он напоминает большую спутниковую тарелку, которая под действием ветра делает наклоны вперед-назад, создавая этим самым колебания в гидравлической системе.

В данной конструкции ветер запрягается в парус, это позволяет преобразовать большие объёмы кинетической энергии.

Проект Windstalk

Мачта без лопастей уже давно рассматривается, как самый удачный из вариантов альтернативных источников для электричества. В Абудаби в городе Мансард решили построить электростанцию Windstalk. Она являет собой совокупность стеблей, армированных резиной, с шириной 30 см и до 5 см в верхней точке. Каждый такой стебель согласно проекту, содержит слои электродов и керамических дисков, которые способны вырабатывать электрический ток. Ветер качая эти стебли, будет сжимать диски, вследствие чего будет вырабатываться электрический ток. Никакого шума и опасности для окружающей среды, подобные ветроустановки не создают. Площадь, которую занимают стебли в проекте Windstalk охватывает 2,6 гектара, а по мощности намного превосходит идентичное количество лопастного типа, что могут расположиться на этой же территории. На создание подобной конструкции разработчиков натолкнули камыши на болте, которые равномерно раскачиваются на ветру.

Ветряк в виде дерева

Наблюдение за природой, как понятно с выше наведённого примера очень вдохновляет современных инженеров. Еще одним подтверждением этому, есть эта конструкция напоминающая форму дерева. Представила эту необычную концепцию, представители компании NewWind. Разработка получила название Arbre à Vent высота его составляет три метра, а оснащён аппарат 72-мя вертикальными мини-турбинами, что могут работать даже на ветру скорость которого сотавляет 7 км/ч или 2 м/с. Ветряк в виде дерева работает очень тихо, кроме этого выглядит, достаточно реалистично, не портя своим внешним видом, окружающий экстерьер города или загородного участка.

Самый большой ловец ветра Enercon

Самым большим в мире принято считать детище компании Enercon. Мощность энергоустановки составляет 7,58 МВт. Высота несущей башни может изменяться в зависимости от требований потребителя, в стандартном варианте высота составляет 135м, а размах лопастей— 126м. Общая масса данной конструкции составляет величину около 6000т.

Если оговаривать самую большую ветровую установку для выработки электричества согласно размаху винтов-она находиться в Дании. Изготовили турбину инженеры компании LM Wind Power. Размах лопастей  составляет 180м. Это рекордный размер, который в мире не имеет равных. Разработчики большой размер придали только лопастям считая, что чем больше будут остальные детали у ветротурбины, тем больше в нее будет бить молний. Сами лопасти инженеры оборудовали специальной защитой, которая отводит разряд от удара молнии прямо в землю. Также лопасти самого большего размера оснащены специальным покрытием, что защищает их от без абразивного износа, а также от дождя или снега.

Компании, что активно развивают отрасль энергетики утверждают, что вскоре мир увидит гигантские конструкции с размахом “вентилятора” более 200 метров. Согласно их прогнозам, такой генератор сможет работать непрерывно даже при ураганах и обеспечить электричеством более 10000 домов – небольшой городок. Нам остаётся только надеяться на то, что у них все получиться, и вскоре мы сможем забыть о больших счетах за электроэнергию.

Аккумуляторы для генератора

Батареи для ветряков AGM, в отличии от гелиевых, герметичны и содержат кислотный электролит. Изделия отличаются повышенной чувствительностью к перезарядкам и выдерживают 200—500 циклов. Гелиевые АКБ относятся к не обслуживаемому виду химических источников электричества. Они имеют загуститель силикагеля в составе электролита и чувствительны к перезарядкам. Небольшое количество циклов зарядов в пределе 350 раз.

Панцирные АКБ изготавливаются по уникальной технологии, считаются аккумуляторами нового поколения и отличаются улучшенными свойствами. Большой эксплуатационный срок от 800 до 2 тыс. циклов зарядов-разрядов. Аккумуляторы зависят от температуры окружающей среды. Понижение на 1ºС приводит к уменьшению ёмкости устройства на 1%. Этот параметр АКБ в мороз -25 ºС будет наполовину меньше его значений при +25 ºС.

На каком устройстве остановиться и что необходимо учитывать при выборе

Как видно, из вышеперечисленных моделей, в мире постоянно изобретаются новые электроустановки, что могут работать на природных ресурсах. Каждый из них вы успешно можете использовать в своём загородном участке. Хорошо ознакомившись с принципом действия ветровых установок, вы можете даже попробовать самостоятельно смастерить свою домашнюю станцию , которая станет отличным аналогом центральной электромагистрали и, возможно, даже осуществит прорыв в мире электроники.
Классическая схема электростанции с использованием в цепи контроллера, аккумуляторов и инвертора.

Правило подбора оборудования

Выбор конструкции или модели–дело несложное, если подойти к нему ответственно. Лучше заранее всё подсчитать, выяснить и подобрать. А также вы можете  сделать конструкцию ветрогенератора своими руками.

• Количество мощности в кВт что бы обеспечить ваш дом энергией. Мощность надо брать с запасом. Просчитать число аккумуляторов для аккумуляции на случай безветренной погоды.
• Среднегодовая скорость воздушных потоков. Климатические особенности места проживания. Монтаж себя не оправдывает в полосе где стоят сильные морозы, а также постоянно идёт дождь и снег.
• Лопасти, а точнее их количество. Меньше лопастей — больше КПД. Интенсивность шума при работе установки. Просмотреть обзоры производителей ветрогенераторов, отзывы о них, а также технические характеристики.

Удивительные ветрогенераторы — Энергетика и промышленность России — № 21 (353) ноябрь 2018 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 21 (353) ноябрь 2018 года

Объединяет их лишь одно: рабочей силой является движение воздушных масс. О некоторых оригинальных агрегатах мы и хотим рассказать в этом материале.

Ветрогенераторы становятся все более популярными. Их используют не только как дополнительный источник электричества, но зачастую и как основной, например, при обустройстве загородного дома. Тому способствует удобство эксплуатации и вполне хороший эстетичный вид ветряков. К тому же это вполне экологичные конструкции, не требующие затрат на природные ресурсы: ветер бесплатен. К тому же нынче промышленность выпускает контроллеры энергии, обеспечивающие работу даже при слабом ветре, собирающие энергию «порциями», и конструкции с автоматически изменяющимся углом атаки лопастей в зависимости от направления и силы ветра.

В настоящее время различают три основных типа конструкции ВЭС: пропеллерные, где вращающийся вал расположен горизонтально относительно направления ветра и с самым высоким КПД, барабанные и карусельные, в которых вал, вращающий лопасти, расположен вертикально и которые монтируется в местах, где направление ветра не имеет большого значения (например, в горах).

Главная проблема – нерегулярность работы поставщика энергии, то есть самого ветра. Ветряные электростанции напрямую зависят от этого фактора, и работа узлов, получающих электроэнергию подобным способом, не может быть непрерывной. Положение усугубляется еще и тем, что сила ветра может служить как на пользу, так и во вред – нарастание силы ветра способно вывести установки из строя.

Достоинства ВЭС – простота конструкции, экономичность и возобновляемость источника энергии. Кроме того – доступность (ветер дует везде) и независимость источника энергии (например, от цен на топливо).

Недостатки – зависимость от ветра, шумность и необходимость использования больших площадей (в случае постройки крупных электростанций). Кроме того, стартовая стоимость и дальнейшее использование – вполне затратны (необходимы накопители энергии, которые имеют ограниченный срок эксплуатации).

Как и среди производителей, лидер по строительству ВЭС – Германия. Европа вообще переживает бум строительства ветроустановок, их число растет в скандинавских странах и Греции.

В Азии наибольший практический интерес испытывается со стороны Китая. Программа строительства предусматривает обязательный монтаж таких установок при возведении новых зданий.

Это касается, в первую очередь, так называемых «традиционных» ветряков. Но среди всего разнообразия установок есть и оригинальные, не вписывающиеся в обычные представления о них.

Дерево-ветрогенератор

Например, французская группа инженеров создала искусственное дерево, способное генерировать электричество с помощью ветра. Устройство производит энергию даже при небольшом движении воздуха.

Идея пришла автору изобретения Жерому Мишо-Ларивьеру, когда он наблюдал шелест листьев в безветренную погоду. Устройство использует небольшие пластины в форме скрученных листьев, которые преобразуют ветряную энергию в электрическую. Причем независимо от направления движения воздуха. Дополнительное преимущество «дерева» заключается в его полностью бесшумной работе.

На создание 8‑метрового прототипа инженеры потратили три года. Энергогенерирующее «дерево» установлено в коммуне Плюмер-Боду на северо-западе Франции.

Новая установка, Wind Tree, эффективнее обычного ветрогенератора, поскольку вырабатывает энергию даже при скорости ветра всего 4 м / с.

Мишо-Ларивьер надеется, что «дерево» будет использовано для питания уличных фонарей или зарядных станций для электромобилей. В будущем он планирует усовершенствовать установку и подключить ее к энергоэффективным домам. Идеальное электрогенерирующее «дерево», по словам изобретателя, должно иметь листья из натуральных волокон, «корни» в виде геотермального генератора и «кору» с фотоэлементами.

Биоразлагаемые лопасти

Ахиллесова пята быстрорастущей индустрии ветроэнергетики – физические компоненты ветрогенераторов, которые изготавливаются из нефтяных смол и в конечном итоге оказываются на свалках.

Чем больше ветрогенераторов, тем больше выбрасывается использованных лопастей. Чтобы положить конец этой расточительности, исследовательской группе UMass Lowell был выделен грант для решения этой проблемы путем создания биоразлагаемых лопастей.

Для конструирования новых ветрогенераторов они планируют использовать «полимеры на биологической основе», примером которых является растительное масло.

Кроме всего прочего, рассматривается возможность замены нефтяных смол устойчивыми. Ученые надеются найти новый материал, который обладает теми же свойствами, что и ныне используемый.

Одна из трудностей состоит в том, что необходимо проверить, могут ли эти экологичные лопасти выдерживать суровые погодные условия и при этом иметь конкурентоспособные цены.

Использование биоразлагаемых лопастей сделает индустрию еще более «зеленой» за счет сокращения отходов.

Крылья стрекозы

Несколько исследователей из Франции попробовали сделать ветряную турбину еще эффективней за счет изменения ее компонентов. Насекомые, а именно стрекозы, вдохновили их на создание гибких лопастей. Ветровая турбина на сегодняшний день работает только при оптимальных скоростях ветров, но новый био-дизайн может дать способ обойти этот факт.

Исследователи построили прототипы с обычными жесткими лопастями, умеренно гибкими лопастями и очень гибкими лопастями турбины. Последний дизайн оказался слишком гибким, но умеренно гибкие лопасти превосходят жесткие, создавая на целых 35 % больше мощности. Кроме того, они продолжали работать в условиях слабого ветра и не были подвержены повреждениям при сильном ветре.

Теперь ученым предстоит найти оптимальный материал, который не был бы слишком гибким, но и не являлся жестким.

Воздушная ветроэнергетика

Воздушная ветроэнергетика (Airborne Wind Energy, сокращенно AWE) запускает в небеса летающие ветряные электростанции – дирижабли, «воздушные змеи», дроны и прочие летательные аппараты, оснащенные ветряными турбинами или приводящие в действие наземные генераторы с помощью своих «поводков».

Летающие ветрогенераторы не требуют фундаментов и значительных транспортных издержек. При этом они работают с хорошим «коммерческим» ветром – на высотах в несколько сотен метров ветер стабильнее и сильнее. Поэтому коэффициент использования установленной мощности воздушных ветряных электростанций достигает 70 %.

Например, это шотландский ветроэнергетический проект Kite Power Systems, технологии которого обеспечивают выработку энергии с помощью «воздушных змеев», парящих на высоте до 450 м.

А ветроэнергетическая система Airborne Wind Energy System использует для добычи энергии следующую схему. Автономный самолет, привязанный к основанию, летает по восьмерке на высоте от 200 до 450 метров. Когда самолет движется, он тянет тросик, который приводит в действие генератор. Как только трос намотан до установленной длины (~750 м), самолет автоматически опускается на более низкую высоту. Затем он поднимается и повторяет процесс. Самолет взлетает с платформы, летает и приземляется автономно, используя набор сенсоров, которые обеспечивают информацию для безопасного выполнения задачи.

Ветрогенератор закрытого типа

Компания «Оптифлейм Солюшенз», реализующая в рамках «Сколково» проект по созданию нового поколения малых и средних ветрогенераторов закрытого типа, создала предсерийный образец ветроустановки для подготовки к промышленному производству.

Традиционные ветрогенераторы открытого типа обладают высоким уровнем потенциальной опасности и поэтому располагаются преимущественно в нежилых зонах на удалении. Ветрогенераторы закрытого типа, оснащенные турбиной наподобие самолетной, можно размещать в любых местах, например на крышах жилых или коммерческих зданий.

Установочная мощность образца – 1 / 2 кВт. Он протестирован в аэродинамической трубе и в реальных условиях. В дальнейшем планируется создать и более мощные разработки.

Вместо обычного двух- или трехлопастного вентилятора здесь используется осевая турбина самолетного типа. Это повышает КПД и снижает стоимость изготовления, т. к. сами лопатки существенно меньше вентиляторных. Конструкция имеет внешний направляющий аппарат, который дополнительно повышает КПД и служит защитой от птиц, а также имеются внешний и внутренний обтекатели, служащие защитой в случае разрушения лопаток.

В итоге получен ветрогенератор с рекордно низкой стоимостью генерации кВт-часа, который принципиально возможно размещать в жилой зоне, в том числе – на крышах городских домов. Обычный ветряк там ставить невозможно, так как в пределах десяти диаметров от него должно быть свободное пространство.

По сравнению с обычными ветрогенераторами данная конструкция безопасна в рабочем состоянии для обслуживающего персонала и летающих животных. Также оно работает при более низком уровне шума и не является значительной угрозой для безопасности людей и строений в округе. При аварии обычного ветрогенератора массивные лопасти, двигающиеся с большой скоростью, как правило, разрушают всю конструкцию при повреждении одной из них.

Безредукторный ветроагрегат

В проекте безредукторного ветроагрегата энергия вырабатывается «кончиками» лопастей. Здесь отсутствует традиционный вал от пропеллера к генератору, а электричество снимается с обода пропеллера.

Его ротор в форме ферромагнитного обода закреплен на крыльях ветроколеса. По конструкции он прост, легко изготавливается и монтируется. Но размещение постоянных магнитов на концах крыльчатки намного утяжеляет ее, что снижает общий КПД установки. Зато агрегат удобен в эксплуатации, потому что простая конструкция не требует излишнего внимания. Такие ветрогенераторы могут работать везде при любых климатических условиях.

«Водонапорная башня»

Самый фантастический проект представили американцы. С дальнего расстояния этот ветрогенератор похож, скорее, на водонапорную башню. Лишь поблизости можно увидеть медленное вращение лопастей.

Такую гигантскую турбину собирается серийно выпускать компания в Аризоне под руководством инженера Мазура. По его расчетам, она одна должна поставлять столько электроэнергии, что ее хватит для мегаполиса в 750 тысяч домов. В 2007 году инженер поставил себе цель – многократно увеличить КПД ветрогенератора на вертикальной оси и приближался к своей цели все эти годы.

Изобретатель работал в двух направлениях: первое – сделать как можно больший захват лопастями воздушного потока и второе – свести к нулю трение опоры ветролопастей. Огромных размеров вертикальный ротор должен выполнить первую задачу, а вращающаяся турбина на магнитной подушке – вторую.

О второй задаче надо сказать более подробно. Вращение без трения достигается за счет магнитной левитации. Весь вертикальный роторный блок при вращении поднимается на своей оси и совершенно не касается нижнего опорного подшипника. Он установлен только для старта, для разгона турбины. Как только она набирает обороты, становится как бы невесомой и отрывается от подшипника. В результате трение сводится к нулю, если не считать трения самой турбины о воздух.

Гигантская турбина очень чувствительна и реагирует на малейшее дуновение ветерка. Такая способность подниматься во время вращения за счет магнитной левитации давно занимала ученые и изобретательские умы планеты. Это такое явление, при котором любая вещь или предмет, имея вес, отрывается от поверхности и парит в пространстве без всякого применения отталкивающей силы.

В проекте Мазура виден «плавающий» ротор на магнитной подушке, а вместо генератора установлен линейный синхронный двигатель. Ветрогенератор на магнитной подушке множеством лопастей максимально захватывает воздушный поток. По предположению, такая турбина будет вырабатывать электроэнергию по сказочно мизерной цене.

Это, конечно, лишь часть необычных для традиционного взгляда проектов. Некоторые из них, например, относящиеся к воздушной ветроэнергетике, уже успешно используются. Некоторым – еще предстоит найти свое место в истории. Понятно одно – на традиционных ветряках ветроэнергетика вовсе не заканчивается, она, как и любое направление техники, неуклонно продолжает развиваться.

Ветрогенераторы. Устройство и виды. Работа и применение

Электричество сегодня считается чем-то обыденным, ведь оно есть в каждом доме. И никто не задумывается, откуда оно берется. Электричество в основной массе вырабатывается электростанциями, работающими на нефти, природном газе, ядерном топливе или угле. Эти традиционные источники представляют определенную опасность для окружающей среды, вследствие чего все большее внимание уделяется альтернативным видам энергии. К последним можно отнести ветрогенераторы, которым для выработки электричества нужен лишь ветер.

Устройство

Конструктивно ветрогенераторы в большинстве случаев предполагают наличие следующих элементов:

• Лопасти турбины (пропеллер).
• Турбина (вращающаяся часть).
• Электрогенератор.
• Ось электрогенератора.
• Инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный, для возможности зарядки батареи.
• Механизм вращения лопастей.
• Механизм вращения турбины.
• Аккумулятор.
• Мачта.
• Контроллер вращения(анемометр).
• Демпфер.
• Датчик ветра и анемоскоп.
• Хвостовик анемоскопа.
• Гондола и ряд других элементов.

В зависимости от вида ветрогенератора конструкция и входящие в него элементы могут разниться. К примеру, промышленные устройства также предусматривают наличие системы молниезащиты, силового шкафа, поворотного механизма, надежного фундамента, системы пожаротушения, системы изменения угла атаки лопасти, телекоммуникационной системы для передачи информации о работе ветрогенератора и так далее.

Принцип действия

Ветрогенератор представляет устройство, преобразующее энергии ветра в электрическую энергию. Прародителями современных видов ветрогенераторов являются ветряные мельницы, которые применялись для получения муки из зерен. И принцип их работы изменился ненамного: лопасти вращают вал, который передает необходимую энергию на другие элементы.

• Ветер вращает лопасти, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора.
• При вращении ротора образуется трехфазный переменный ток.
• Полученный ток направляется на аккумуляторную батарею через контроллер. Аккумуляторы применяют для создания стабильности работы ветрогенератора. Генератор заряжает аккумуляторы при наличии ветра. При его отсутствии всегда можно взять энергию с аккумулятора, чтобы потребитель не прекращал получать электричество.
• С целью защиты от ураганов в ветрогенераторах применяется система с уводом ветроколеса от ветра при помощи складывания хвоста, либо торможения ветроколеса электротормозом.
• Для зарядки аккумуляторов ставится контроллер между ветряком и АКБ. Он отслеживает зарядку АКБ, чтобы не испортить аккумуляторы. При необходимости он может сбрасывать лишнюю энергию на определенный балласт, к примеру, большой резистор или тэны для отопления.
• В аккумуляторах имеется лишь постоянное низкое напряжение рядностью 12/24/48 вольт. Однако потребителю нужно напряжение в 220 вольт, именно поэтому ставится инвертор. Это устройство преобразует постоянное напряжение в переменное, создавая напряжение в 220 вольт. Естественно, что можно обойтись и без инвентора, но придется использовать электрические приборы, специально рассчитанные на низкое напряжение.
• Преобразованный ток направляется потребителю, чтобы питать отопительные батареи, освещение, телевизор и иные устройства.

В промышленных ветряках могут применяться и другие элементы, которые обеспечивают автономную работу устройства.

Типы и виды ветрогенераторов

Классифицировать ветряки можно по материалам, количеству лопастей, шагу винта и оси вращения.

Выделяют два основных типа ветрогенераторов по оси вращения:

1. С горизонтальной осью круглого вращения, то есть крыльчатые.
2. С вертикальной осью вращения, то есть «лопастные» ортогональные, «карусельные».

Горизонтальные классические ветрогенераторы имеют пропеллер (в большинстве случаев трехлопастной), а вертикальные ветряки обладают ветроколесом, которое вращается вертикально.

По количеству лопастей ветряки могут быть:

• Трехлопастные и двухлопастные.
• Многолопастные.

Вращение многолопастных ветряков начинается при слабом ветре, тогда как для двухлопастных и трехлопастных устройств требуется более сильный ветер. Однако каждая
дополнительная лопасть создает дополнительное
сопротивление ветроколеса, вследствие чего достигнуть рабочих оборотов генератора становится сложнее.

По материалам лопастей ветряки могут быть:

• Парусные генераторы.
• Жесткие лопасти ветрогенератора.

Парусные лопасти дешевле и проще в изготовлении, однако, когда необходима стабильная и надежная работа для автономного электроснабжения они не подойдут.

По шагу винта:

• Изменяемый шаг винта.
• Фиксированный шаг винта.

Изменяемый шаг винта дает возможность повысить диапазон эффективных скоростей работы. В то же время данный механизм неизбежно:

• Усложняет конструкции лопасти.
• Снижает общую надежность ветрогенератора.
• Утяжеляет ветроколесо и требует дополнительного усиления конструкции.

Применение

Устройства могут использоваться в различных местах. В большинстве случаев в открытые пространства, где большой потенциал ветров:

• Горы.
• Мелководье.
• Острова.
• Поля.

В то же время ветрогенераторы современных конструкций дают возможность задействовать энергию даже слабых ветров – от 4 м/с. Благодаря им можно решать задачи электроснабжения и энергосбережения объектов любой мощности.

• Стационарные ветряные электростанции в виде альтернативных источников энергии способны полностью обеспечить электрической энергией небольшой производственный объект или жилой дом. В периоды отсутствия ветра необходимый запас электроэнергии будет выбираться из аккумуляторных батарей. Они отлично могут сочетаться с фотоэлектрическими батареями, газовым или дизельным генератором.
• Ветрогенераторы могут использоваться и для экономии при наличии центральной электросети.
• Ветроустановки средней и малой мощности часто используются владельцами фермерских хозяйств и домов, удаленных от централизованных электросетей, в качестве автономного источника.

Достоинства и недостатки

К преимуществам можно отнести:

• Энергия ветра является возобновляемой энергией. Ветер создается бесплатно и постоянно, без ущерба окружающей среде. Энергия ветра доступна в любом месте на планете.
• Энергия ветра является достаточно дешевой.
• Ветряные турбины находятся на мачтах, им требуется минимум места. Благодаря этому их можно устанавливать совместно с иными объектами и строениями.
• Ветрогенераторы в процессе эксплуатации не производят вредных выбросов.
• Энергия ветра в особенности требуется в удаленных местах, куда затруднена доставка электричества иными привычными способами.

К недостаткам можно отнести:

• Сила ветра очень переменчива и непредсказуема, вследствие чего требуется дополнительный буфер для накапливания электроэнергии, либо дублирования источника.
• Высокая начальная стоимость создания и установки ветрогенераторов.
• Ветряные турбины создают шум, который сравним с шумом автомобиля, перемещающегося со скоростью 70 км/ч. Это отпугивает животных и создает определенный дискомфорт для людей.
• Вращающиеся лопасти представляют потенциальную опасность для птиц.

Похожие темы:

Типы ветра — Управление энергетической информации США (EIA)

• Горизонтально-осевые турбины
• Вертикально-осевые турбины

Размеры ветряных турбин сильно различаются. Длина лопастей — самый важный фактор в определении количества электроэнергии, которую может генерировать ветряная турбина. Небольшие ветряные турбины, которые могут привести в действие один дом, могут иметь электрическую мощность до 10 киловатт (кВт). Самые большие действующие ветряные турбины имеют электрическую мощность до киловатт (10 мегаватт), а турбины большего размера находятся в стадии разработки.Большие турбины часто группируются вместе для создания ветряных электростанций или ветряных электростанций , которые обеспечивают энергией электрические сети.

Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)

Вертикально-осевой ветряк Дарье в Мартиньи, Швейцария

Источник: Лисипп, автор Wikimedia Commons (лицензия свободной документации GNU) (общественное достояние)

Горизонтально-осевые турбины аналогичны винтовым двигателям самолетов

Горизонтально-осевые турбины имеют лопасти, как у воздушных винтов, и обычно имеют три лопасти.Самые большие турбины с горизонтальной осью имеют высоту 20-этажного здания и имеют лопасти длиной более 100 футов. Более высокие турбины с более длинными лопастями производят больше электроэнергии. Практически все используемые в настоящее время ветряные турбины представляют собой турбины с горизонтальной осью.

Вертикальные турбины похожи на взбиватели яиц

Турбины с вертикальной осью имеют лопасти, которые прикреплены к верхней и нижней части вертикального ротора. Самый распространенный тип турбины с вертикальной осью — ветряк Дарье, названный в честь французского инженера Жоржа Дарье, запатентовавшего эту конструкцию в 1931 году, — выглядит как гигантский двухлопастный взбиватель для яиц.Некоторые версии турбины с вертикальной осью имеют высоту 100 футов и ширину 50 футов. Сегодня используется очень мало ветряных турбин с вертикальной осью, потому что они не работают так же хорошо, как турбины с горизонтальной осью.

Ветряные электростанции или ветряные электростанции производят электроэнергию

Ветряные электростанции — это группы ветряных турбин, которые производят большое количество электроэнергии. Ветряная электростанция обычно имеет много турбин, разбросанных по большой площади. Одна из крупнейших ветряных электростанций США — Центр ветроэнергетики Horse Hollow в Техасе, в котором по состоянию на конец 2019 года было 422 ветряных турбины, расположенных на площади около 47000 акров.Общая электрическая мощность проекта составляет около 735 мегаватт (или 735 000 киловатт).

Горизонтально-осевые ветряки на ветроэлектростанции

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Последнее обновление: 4 декабря 2020 г.

Типы ветряных турбин — Energy Education

Есть два разных типа ветряных турбин .Эти турбины часто используются для микрогенерации, что означает, что их можно установить в доме для выработки электроэнергии. У обоих этих типов ветряных турбин есть свои преимущества и недостатки.

Горизонтально-осевые ветряки

Рисунок 1. Горизонтальная ветряная турбина мощностью 1 кВт для выработки электроэнергии. ^[1] Рисунок 2. Турбина с вертикальной осью мощностью 6,5 кВт, используемая для выработки электроэнергии. ^[2]

Ветряные турбины с горизонтальной осью являются наиболее часто используемыми турбинами из-за их прочности и эффективности.Основание башен должно быть чрезвычайно прочным, чтобы вал ротора мог быть установлен наверху башни, что позволяет турбине подвергаться воздействию более сильных ветров. Поскольку лопасти турбины перпендикулярны ветру, вращение лопастей может генерировать большую мощность по сравнению с ветряной турбиной с вертикальной осью. Однако конструкция турбины этого типа требует тяжелой опоры для башни, чтобы выдержать вес лопастей, коробки передач и генератора, а также использования большого крана для подъема компонентов на вершину башни.

В ситуации, когда ветер дует вниз, конструкция турбины может страдать от усталости металла, что может привести к разрушению конструкции. Это решается проектированием турбин с противветренной конструкцией. Дополнительное управление рысканием необходимо для ветряных турбин с горизонтальной осью, чтобы отслеживать направление ветра и предотвращать повреждение турбины. ^[3]

Ветряные турбины с вертикальной осью

Ветровые турбины с вертикальной осью менее подвержены частым изменениям направления ветра по сравнению с ветряными турбинами с горизонтальной осью из-за того, что лопасти вращаются на валу ротора перпендикулярно земле.С установленными таким образом лопастями и валом турбине не нужно вращаться, чтобы отслеживать направление ветра. Вал устанавливается на уровне земли из-за трудностей установки вала и его компонентов на башне. Преимущество установки на уровне земли состоит в том, что турбину проще обслуживать и ее можно устанавливать в таких местах, как крыши домов. Недостатки этой турбинной установки заключаются в том, что эффективность ниже из-за сопротивления воздуха и более низких скоростей ветра по сравнению с более высокими скоростями ветра, встречающимися на больших высотах. ^[3]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

типов ветряных турбин, их преимущества и недостатки — KOHILO Wind Turbines

Ветровые турбины с горизонтальной осью, также сокращенно HAWT, являются обычным стилем, о котором большинство из нас думает, когда думает о ветряной турбине. HAWT имеет дизайн, похожий на ветряную мельницу, у него есть лопасти, похожие на пропеллер, вращающиеся на горизонтальной оси.

Ветряные турбины с горизонтальной осью имеют вал главного ротора и электрический генератор наверху башни, и они должны быть направлены против ветра.Маленькие турбины указываются простой ветровой лопастью, расположенной под углом к ​​ротору (лопастям), в то время как большие турбины обычно используют датчик ветра, соединенный с серводвигателем, чтобы повернуть турбину против ветра. Большинство больших ветряных турбин имеют редуктор, который превращает медленное вращение ротора в более быстрое вращение, которое больше подходит для привода электрического генератора.

Поскольку башня создает турбулентность позади нее, турбина обычно направлена ​​против ветра от башни. Лопасти ветряных турбин сделаны жесткими, чтобы они не вдавливались в башню сильным ветром.Кроме того, лопасти размещаются на значительном расстоянии перед башней и иногда немного наклоняются вверх.

Было создано

машин Downwind, несмотря на проблему турбулентности, потому что им не нужен дополнительный механизм для поддержания их в соответствии с ветром. Кроме того, при сильном ветре лопасти могут изгибаться, что уменьшает их площадь движения и, следовательно, их сопротивление ветру. Поскольку турбулентность приводит к усталостным отказам, а надежность очень важна, большинство HAWT работают с наветренной стороны.

Преимущества HAWT

• Высокое основание башни обеспечивает доступ к более сильному ветру на участках со сдвигом ветра. На некоторых участках сдвига ветра каждые десять метров скорость ветра может увеличиваться на 20%, а выходная мощность — на 34%.
• Высокая эффективность, поскольку лопасти всегда движутся перпендикулярно ветру, получая мощность на протяжении всего вращения. Напротив, все ветряные турбины с вертикальной осью и большинство предлагаемых конструкций воздушных ветряных турбин включают в себя различные типы возвратно-поступательных движений, требующие, чтобы поверхности аэродинамического профиля отклонялись против ветра в течение части цикла.Обратный ход против ветра ведет к снижению эффективности.

HAWT Недостатки

• Для поддержки тяжелых лопастей, редуктора и генератора требуется массивная конструкция башни.
• Компоненты ветряной турбины с горизонтальной осью (коробка передач, вал ротора и тормозной механизм) поднимаются на место.
• Их высота делает их заметными на больших территориях, нарушая внешний вид ландшафта и иногда создавая сопротивление на местном уровне.
Варианты
• с подветренной стороны страдают от усталости и разрушения конструкции, вызванных турбулентностью, когда лопасть проходит сквозь ветровую тень башни (по этой причине большинство HAWT используют конструкцию против ветра, с ротором, обращенным к ветру перед башней).
• HAWT требует дополнительного механизма управления рысканием для поворота лопастей навстречу ветру.
Для двигателей
• HAWT обычно требуется устройство торможения или отклонения от курса при сильном ветре, чтобы турбина не вращалась, не разрушалась или не повреждала себя.
• Циклические напряжения и вибрация — Когда турбина поворачивается навстречу ветру, вращающиеся лопасти действуют как гироскоп. Когда он вращается, гироскопическая прецессия пытается повернуть турбину в сальто вперед или назад. Для каждой лопасти турбины ветрогенератора сила минимальна, когда лопасть находится в горизонтальном положении, и максимальна, когда лопасть находится в вертикальном положении. Это циклическое скручивание может быстро привести к усталости и растрескиванию оснований лопаток, ступицы и оси турбин.

Ветровые турбины с вертикальной осью, сокращенно VAWT, имеют вал главного ротора, расположенный вертикально.Основное преимущество такой схемы заключается в том, что ветряную турбину не нужно направлять против ветра. Это преимущество на участках, где направление ветра сильно меняется или имеет турбулентный ветер.

Благодаря вертикальной оси генератор и другие основные компоненты могут быть размещены рядом с землей, поэтому башня не должна поддерживать его, а также упрощает техническое обслуживание. Основным недостатком VAWT является то, что он обычно создает сопротивление при вращении против ветра.

Трудно установить турбины с вертикальной осью на башни, это означает, что они часто устанавливаются ближе к основанию, на котором они опираются, например, к земле или крыше здания.Скорость ветра ниже на меньшей высоте, поэтому для турбины данного размера доступно меньше энергии ветра. Воздушный поток вблизи земли и других объектов может создавать турбулентный поток, который может вызвать проблемы с вибрацией, включая шум и износ подшипников, что может увеличить объем технического обслуживания или сократить срок их службы. Однако, когда турбина установлена ​​на крыше, здание обычно перенаправляет ветер через крышу, таким образом удваивая скорость ветра на турбине. Если высота турбинной башни, установленной на крыше, составляет примерно 50% от высоты здания, это близко к оптимуму для максимальной энергии ветра и минимальной турбулентности ветра.

Традиционные преимущества VAWT

• Они могут производить электричество при любом направлении ветра.
• Прочная опорная башня не нужна, поскольку генератор, редуктор и другие компоненты находятся на земле.
• Низкая стоимость производства по сравнению с ветряками с горизонтальной осью.
• Поскольку для повышения эффективности нет необходимости направлять турбину в направлении ветра, нет необходимости в механизме рыскания и тангажа.
• Простая установка по сравнению с другими ветряными турбинами.
• Легко транспортировать из одного места в другое.
• Низкие затраты на обслуживание.
• Возможна установка в городских условиях.
• Низкий риск для людей и птиц, поскольку лезвия движутся с относительно низкой скоростью.
• Они особенно подходят для районов с экстремальными погодными условиями, например, в горах, где они могут снабжать электричеством горные хижины.

Традиционный VAWT Недостатки

• Поскольку одновременно работает только одна лопасть ветряной турбины, эффективность очень низкая по сравнению с HAWTS.
• Им нужен первоначальный толчок, чтобы начать; этот первоначальный толчок, который заставит лопасти начать вращаться самостоятельно, должен быть запущен небольшим двигателем.
• По сравнению с ветряными турбинами с горизонтальной осью, они очень менее эффективны из-за дополнительного сопротивления, создаваемого при вращении их лопастей.
• У них относительно высокая вибрация, потому что воздушный поток у земли создает турбулентный поток.
• Из-за вибрации увеличивается износ подшипников, что приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание.
• Они могут создавать шумовое загрязнение.
• VAWT могут нуждаться в растяжках, чтобы удерживать их (растяжки непрактичны и тяжелы на фермах).

---

Типы ветряных турбин: 3 основных типа с подробностями

— Реклама —

Ветровые турбины используют возобновляемый источник энергии ветра, но существуют различные типы ветряных турбин, некоторые из которых могут использоваться в небольших домашних хозяйствах, а некоторые — в использовании. в ветряных электростанциях.Поскольку экологичность становится все более важной с каждым днем, а человеческая цивилизация сильно зависит от энергии, энергия ветра и оборудование, с помощью которого она собирается, сейчас важны как никогда. Поэтому очень полезно знать, как выглядят различные типы ветряных турбин и где их можно использовать.

Как бы хорошо ни было иметь доступ к платформе, позволяющей легко найти подходящую ветряную турбину, которая находится здесь, также было бы интересно получить доступ к короткому руководству, которое объяснило бы, насколько разные ветряные турбины отличаются друг от друга, а именно: о чем этот пост.Итак, остановитесь, чтобы узнать больше о различных типах ветряных турбин.

Энергия ветра: что это такое и каковы ее типы

Различные факторы приводят в движение атмосферу — явление, которое мы называем ветром. Теперь это естественное движение или кинетическая энергия существует, и кажется разумным найти способы получить ее. Кинетическая энергия легкого ветра не является чем-то новым для нас, людей. Мы уже использовали его для вращения наших ветряных мельниц почти тысячу лет назад. Другой пример: мы так долго использовали его в винджаммерах.Но есть ли другие способы использования энергии ветра в более осязаемых целях?

Ответ конечно большой ДА! Основная идея заключается в том, что кинетическая энергия ветра может использоваться для вращения некоторого оборудования, как в случае с ветряными мельницами, но на этот раз для выработки электроэнергии, как в случае газовых турбин, где горячий газ вращает турбину и генерирует власть. Поэтому в наши дни под энергией ветра мы обычно подразумеваем энергию ветра, которая генерирует электрическую энергию из кинетической энергии ветра с помощью оборудования, называемого ветряными турбинами.

Мы можем классифицировать ветер на основе того, где его энергия собирается в наземный и морской ветер. Сам наземный ветер может быть далее классифицирован на два типа «небольшой ветер» или «распределенный ветер» и ветер в масштабе коммунальных услуг:

• Малый ветер относится к использованию энергии ветра в малых масштабах для домов, ферм и предприятий, для какие небольшие ветряные турбины мощностью до 100 кВт используются для обеспечения необходимой мощности. В этой установке винтовые турбины не подключены к сети, и их генерируемая мощность напрямую потребляется конечным пользователем.
• Ветер коммунального масштаба относится к использованию энергии ветра в крупномасштабных приложениях по производству электроэнергии. Ветряная турбина, используемая для этого ветра, имеет размеры от 100 кВт до нескольких мегаватт. Несмотря на небольшие ветряные турбины, генерируемая энергия ветряных турбин коммунального масштаба вводится в энергосистему для распределения и использования конечными пользователями.
• Offshore wind, как следует из названия, использует энергию ветра в морских районах путем установки в них больших ветряных турбин.Морские ветряные турбины больше, чем наземные ветряные турбины, и поэтому обычно могут генерировать больше энергии, чем их наземные аналоги.

Ветровые турбины, которые реализуют преобразование энергии ветра в электрическую, также можно разделить на разные типы. Ветровые турбины в самом общем смысле подразделяются на два типа: ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) и ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT). Несмотря на то, что существуют ветряные турбины, которые не относятся ни к одному из этих двух типов, из-за их очень ограниченной реализации в реальных приложениях, мы, естественно, можем придерживаться двух типов HAWT и VAWT в качестве основных типов ветряных турбин, используемых в действии.

Типы ветряных турбин: HAWT

Одним из важных типов ветряных турбин является HAWT, который является наиболее широко используемым ветряным двигателем. Вероятно, вы подумаете об этих типах ветряных турбин, когда услышите слово «ветряная турбина». Конструкция этих турбин во многом повторяет идею, уже реализованную в ветряных мельницах; лопасти ротора, которые соединены с валом и вращают его под действием ветра, только на этот раз вал соединен с генератором, который производит обещанную электрическую энергию.Они похожи на большой воздушный винт, установленный на мачте или башне.

Изображение из NREL

Ветровые турбины с горизонтальной осью являются одним из типов ветряных турбин, которые требуют выравнивания по направлению ветра. Следовательно, им требуется датчик ветра, который определяет направление ветра, и некоторый механизм отклонения от курса, который поворачивает устройство, чтобы его можно было правильно выровнять против ветра. Причина необходимости противостоять ветру заключается как в более эффективном распределении силы на роторах, так и в предотвращении повреждения конструкции турбины из-за неправильной нагрузки на конструкцию турбины.

Говоря о конструктивных особенностях, конструкция ветряных турбин с горизонтальной осью должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать вес лопастей ротора, коробки передач, генератора и других компонентов турбины. Кроме того, основание мачты должно выдерживать сильный ветер в месте установки турбины.

Из различных типов ветряных турбин, HAWT являются наиболее часто используемым типом из-за их эффективности и более высокой мощности выработки при той же занимаемой площади.Поэтому большинство ветряных электростанций, которые представляют собой электростанции с несколькими ветряными турбинами, вырабатывающими энергию, используют эти типы ветряных турбин.

Ветровые турбины с горизонтальной осью в основном включают два типа, а именно ветровые турбины с восходящим потоком и ветровые турбины с нижним ветром. Давайте обсудим каждый из них ниже.

Ветровые турбины

Эти типы ветряных турбин являются наиболее распространенными. HAWT встречает ветер, что означает, что ветер достигает роторов перед мачтой. Таким образом, роторы не страдают от ветра за башней, что означает более эффективную работу, а также меньшую подверженность износу роторов.Тем не менее, необходимость в механизме рыскания увеличивает вес конструкции.

Еще одна особенность ветряных турбин, работающих против ветра, заключается в том, что их роторы не должны быть гибкими, чтобы они не изгибались и не сталкивались с мачтой при высокой скорости ветра. Чтобы еще больше избежать подобных инцидентов, ротор размещают на некотором расстоянии от башни. Это усугубляет производственные трудности этих типов ветряных турбин, а довольно негибкость лопастей ротора равносильна требованию более тяжелого материала для изготовления лопастей.

Ветровые турбины с нисходящим потоком

Ветровые турбины с нисходящим потоком с горизонтальной осью являются менее распространенными типами ветряных турбин. Их конструкция выглядит почти так же, как HAWT против ветра, за исключением расположения ротора, который находится ниже по потоку от башни; ветер ударяет в мачту прежде, чем достигает лопастей. Эта конфигурация обеспечивает большую гибкость лопастей ротора, и, следовательно, можно использовать более легкий материал. Следовательно, эта конструкция служит двум целям: меньший вес конструкции и лучшая структурная динамика башни за счет снятия части нагрузки с башни на лопасти во время их изгиба.

Изображение из UNLV

Типы ветряных турбин с горизонтальной осью ветра теоретически не требуют какого-либо механизма отклонения от курса, если роторы и кожух спроектированы таким образом, чтобы кожух пассивно следовал за направлением ветра. Пассивный рыскание этих ветряных турбин не будет преимуществом для больших ветровых турбин, у которых к корпусу прикреплены заземляющие кабели.

Поскольку ротор ветряных турбин этих типов расположен позади мачты, они страдают от ветровой тени.Тень от ветра не только вызывает колебания количества вырабатываемой энергии, но также приводит к большей усталости ветряных турбин, работающих против ветра, по сравнению с их аналогами, направленными против ветра.

Типы ветряных турбин: VAWT

Ветровые турбины с вертикальной осью (VAWT) — это один из типов ветряных турбин, в которых роторы вращают вал, установленный вертикально. Такая конструкция позволяет снизить чувствительность к направлению ветра, что делает их идеальным выбором для мест, где направление ветра часто меняется.Независимо от того, в каком направлении дует ветер, лопасти все равно будут двигаться и вращать вал для выработки энергии.

Генератор этих типов ветряных турбин расположен у земли. Это связано с тем, что подъем на высоту был бы не таким правдоподобным, учитывая конструкцию роторов и их высоту. Эта конфигурация упрощает обслуживание ветряных турбин с вертикальной осью по сравнению с ветряными турбинами с горизонтальной осью, в которых все компоненты установлены на некоторой высоте.Однако ветряные турбины с вертикальной осью имеют меньший КПД, чем HAWT из-за значительного сопротивления воздуха роторам некоторых конструкций, а также меньшей выходной мощности из-за того, что скорость ветра и его поток на расстоянии от земли выше и ровнее, чем на уровне земли.

Турбины Савониуса

Сила, которая заставляет вращаться турбины Савониуса, — это лобовое сопротивление, которое делает их тяговыми двигателями VAWT. Идея их конструкции во многом схожа с чашечными анемометрами. В чашечных анемометрах, таких как тот, что ниже, всегда есть чашка, обращенная к ветру, которая испытывает наибольшее сопротивление, оказываемое на ее поверхность, в то время как другие чашки имеют другую круглую форму и, следовательно, снижают сопротивление воздуха, обращенные к ветру.

Изображение из RITM Industry

То, что происходит с ветряками типа Savonius, следует той же логике. Как видно на рисунке ниже, всегда есть поверхность с наибольшим сопротивлением, в то время как другие испытывают меньшую силу сопротивления, действующую на них.

Изображение из Net Zero Guide

Важным моментом этой конструкции является то, что она будет вращаться независимо от того, в каком направлении дует ветер. Эти типы ветряных турбин также очень хороши при работе с низкоскоростным ветром, просты в изготовлении и обслуживании и хорошо работают при турбулентном ветре.Несмотря на эти преимущества, такая конструкция крайне неэффективна. Это связано с тем, что благоприятная и неблагоприятная силы сопротивления не так сильно отличаются друг от друга, и, следовательно, скорость вращения не будет такой высокой.

Эти типы ветряных турбин могут запускаться самостоятельно из-за генерируемого высокого крутящего момента, но их низкая частота вращения означает, что генератор не может производить много электроэнергии. Следовательно, они не могут использоваться для крупномасштабного производства электроэнергии и могут быть хороши только для небольших приложений, где другие типы ветряных турбин не могут работать так хорошо.

Существуют конструкции витой турбины Савониуса с длинными спиральными лопатками, плавно генерирующими крутящий момент, которые можно использовать на крышах домов.

Изображение предоставлено Oy Windside Production Ltd

Darrieus Turbines

Ветровые турбины Darrieus, в отличие от ветряных турбин Savonius, относятся к VAWT лифтового типа, в которых реализована идея подъемного производства аэродинамических профилей. Эти типы ветряных турбин являются наиболее широко используемыми типами ветряных турбин с вертикальной осью для выработки электроэнергии с изогнутыми лопастями С-образной формы, которые идут от вершины башни к основанию, где они соединяются с валом генератора.У них хороший КПД, потому что они вращаются с более высокими скоростями, которые могут генерировать больше энергии.

Изображение от Dornier

Это более высокое число оборотов в минуту сопровождается более низким крутящим моментом до уровня, который требует внешнего источника пускового механизма для этих типов ветряных турбин, такого как другая турбина Савониуса, которая доводит скорость вращения до уровня, при котором лопасти Дарье могли «Сесть за руль». Они также страдают от пульсации крутящего момента, которая представляет собой периодическое увеличение и уменьшение создаваемого крутящего момента, и, следовательно, периодическую нагрузку на конструкцию башни.Трехлопастные ветряные турбины Дарье не страдают от этой проблемы пульсации крутящего момента.

Giromill Turbines

Ветровые турбины Giromill вдохновлены турбинами Дарье. Следовательно, эти типы ветряных турбин относятся к VAWT лифтового типа с прямыми вертикальными лопастями вместо изогнутых. Турбины Giromill не запускаются автоматически, как ветряные турбины Дарье, и могут иметь нестабильную скорость вращения. Следовательно, они не так эффективны, как турбины Дарье. Тем не менее они дешевле, проще в производстве и могут хорошо работать при сильных ветрах.

Изображение из ScienceDirect

Циклотурбины

Циклотурбины очень похожи на ветряные турбины Giromill и фактически являются вариантом ветряных турбин Giromill, которые в некотором смысле являются гибридным типом ветряных турбин с вертикальной осью. Причина в том, что у них лопасти крыла имеют переменный шаг. Когда ветер недостаточно быстрый, что чаще всего случается во время запуска турбины, лопасти наклоняются против ветра аналогично идее ветряных турбин Савониуса для создания максимального сопротивления и крутящего момента, необходимого для самостоятельной работы. -запуск ветряка.

Когда турбина достигает определенного числа оборотов в минуту, лопасти изменяют свой шаг, чтобы обеспечить большую подъемную силу, а не сопротивление, чтобы поднять число оборотов до еще более высоких уровней, подобно тому, как это происходит в ветряных турбинах Дарье. Как бы интересно это ни звучало, иметь такой эффективный и гибкий VAWT, ясно, что их конструкция и производство более сложны, чем другие конструкции, что делает их дорогими, и в них будет больше компонентов, и, следовательно, они тяжелее и требуют большего обслуживания.

Другие конструкции

Поиски более эффективной и инновационной конструкции ветряных турбин на этом не заканчиваются. Существует много других конструкций, таких как роторы с кожухом, ветряные турбины с кожухом, коаксиальные многороторные турбины, турбины встречного вращения и т. Д. Для HAWT. Для VAWT есть закрытые лопасти, H-ротор, O-ветровые турбины и т. Д.

Помимо этих более новых конструкций тех же концепций HAWT и VAWT, существуют безлопастные ветровые турбины, такие как безлопаточные ионные ветрогенераторы, турбины пограничного слоя и т. Д. .

Некоторые другие концепции также набирают обороты, например, INVELOX от SheerWind, который сначала собирает воздух с разных направлений, направляет его в секцию, которая достигает Вентури, в которой размещается турбина с более высокой частотой, чем обычные HAWT.

Есть просто много интересных ветряных турбин, которые выходят за рамки этой статьи, но вы можете изучить их самостоятельно. Этот пост попытался стать хорошим началом с некоторыми полезными ключевыми словами, которые помогут вам продолжить путь самостоятельно.Вы также можете посмотреть здесь вводные видеоролики о ветряных турбинах. Удачи!

— Реклама —

% PDF-1.4 % 399 0 объект > эндобдж xref 399 95 0000000016 00000 н. 0000003302 00000 н. 0000003451 00000 н. 0000004082 00000 н. 0000004585 00000 н. 0000004636 00000 н. 0000004687 00000 н. 0000004764 00000 н. 0000004876 00000 н. 0000005271 00000 н. 0000005752 00000 н. 0000005866 00000 н. 0000009424 00000 н. 0000012816 00000 п. 0000015560 00000 п. 0000018952 00000 п. 0000019366 00000 п. 0000019817 00000 п. 0000020074 00000 п. 0000020413 00000 п. 0000020837 00000 п. 0000021345 00000 п. 0000021442 00000 п. 0000021588 00000 п. 0000024895 00000 п. 0000025031 00000 п. 0000025058 00000 п. 0000025544 00000 п. 0000028549 00000 п. 0000031617 00000 п. 0000032171 00000 п. 0000032723 00000 п. 0000039811 00000 п. 0000042739 00000 н. 0000045933 00000 п. 0000046016 00000 п. 0000046071 00000 п. 0000046134 00000 п. 0000046204 00000 п. 0000046285 00000 п. 0000058626 00000 п. 0000058897 00000 п. 0000059260 00000 п. 0000062859 00000 п. 0000065525 00000 п. 0000080644 00000 п. 0000080719 00000 п. 0000080794 00000 п. 0000080872 00000 п. 0000080947 00000 п. 0000081094 00000 п. 0000081240 00000 п. 0000081336 00000 п. 0000081825 00000 п. 0000082307 00000 п. 0000100978 00000 н. 0000101227 00000 н. 0000101324 00000 н. 0000101470 00000 н. 0000101715 00000 н. 0000101798 00000 н. 0000101853 00000 п. 0000101923 00000 н. 0000102020 00000 н. 0000102128 00000 н. 0000102221 00000 н. 0000102308 00000 п. 0000102479 00000 п. 0000102625 00000 н. 0000102703 00000 н. 0000102778 00000 н. 0000102925 00000 н. 0000103071 00000 н. 0000103100 00000 н. 0000103240 00000 н. 0000103337 00000 н. 0000103483 00000 п. 0000103740 00000 н. 0000103823 00000 п. 0000103878 00000 н. 0000104109 00000 п. 0000104497 00000 н. 0000104860 00000 н. 0000105216 00000 п. 0000105587 00000 п. 0000105688 00000 п. 0000105785 00000 п. 0000105931 00000 н. 0000107584 00000 п. 0000157187 00000 н. 0000182639 00000 н. 0000184829 00000 н. 0000227386 00000 н. 0000003118 00000 п. 0000002242 00000 н. трейлер ] / Назад 1883546 / XRefStm 3118 >> startxref 0 %% EOF 493 0 объект > поток hb«`e`g`g` (gf @

Wind Energy | National Geographic Society

Все, что движется, обладает кинетической энергией, а ученые и инженеры используют кинетическую энергию ветра для выработки электричества.Энергия ветра, или энергия ветра, создается с помощью ветряной турбины, устройства, которое направляет энергию ветра для выработки электроэнергии.

Ветер обдувает лопатки турбины, прикрепленные к ротору. Затем ротор вращает генератор для выработки электричества. Есть два типа ветряных турбин: ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) и ветровые турбины с вертикальной осью (VAWT). HAWT — наиболее распространенный тип ветряных турбин. У них обычно есть две или три длинных тонких лопасти, которые похожи на пропеллер самолета.Лопасти расположены так, что они обращены прямо против ветра. VAWT имеют более короткие и широкие изогнутые лопасти, которые напоминают лопасти, используемые в электрическом миксере.

Небольшие индивидуальные ветряные турбины могут производить 100 киловатт энергии, достаточной для питания дома. Небольшие ветряные турбины также используются в таких местах, как водонасосные станции. Ветряки чуть большего размера расположены на башнях высотой до 80 метров (260 футов) с лопастями ротора, длина которых составляет примерно 40 метров (130 футов).Эти турбины могут генерировать 1,8 мегаватт энергии. Еще более крупные ветряные турбины можно найти на башнях высотой 240 метров (787 футов) с лопастями ротора длиной более 162 метров (531 фут). Эти большие турбины могут генерировать от 4,8 до 9,5 мегаватт энергии.

После выработки электроэнергии ее можно использовать, подключать к электросети или хранить для будущего использования. Министерство энергетики США работает с национальными лабораториями над разработкой и улучшением технологий, таких как батареи и гидроаккумулирующие установки, чтобы их можно было использовать для хранения избыточной энергии ветра.Такие компании, как General Electric, устанавливают батареи вместе со своими ветряными турбинами, чтобы электричество, вырабатываемое за счет энергии ветра, можно было сразу же хранить.

По данным Геологической службы США, в США имеется 57 000 ветряных турбин как на суше, так и на море. Ветровые турбины могут быть автономными конструкциями или они могут быть объединены в так называемую ветряную электростанцию. В то время как одна турбина может генерировать достаточно электроэнергии для удовлетворения потребностей в энергии одного дома, ветряная электростанция может вырабатывать гораздо больше электроэнергии, достаточной для снабжения энергией тысяч домов.Ветряные электростанции обычно располагаются на вершине горы или в другом месте, где ветрено, чтобы использовать в своих интересах естественные ветры.

Самая большая оффшорная ветряная электростанция в мире называется Walney Extension. Эта ветряная электростанция расположена в Ирландском море примерно в 19 километрах (11 милях) к западу от северо-западного побережья Англии. Расширение Уолни занимает огромную территорию в 149 квадратных километров (56 квадратных миль), что делает ветряную электростанцию ​​больше, чем город Сан-Франциско, Калифорния, или остров Манхэттен в Нью-Йорке.Сеть из 87 ветряных турбин имеет высоту 195 метров (640 футов), что делает эти морские ветряные турбины одними из самых больших ветряных турбин в мире. Walney Extension имеет потенциал для выработки 659 мегаватт электроэнергии, чего достаточно для снабжения электричеством 600 000 домов в Соединенном Королевстве.

Основные типы ветряных турбин, используемых сегодня

Улавливание естественной энергии Земли с помощью ветра когда-то было абстрактной идеей. Однако в конце концов инженеры смогли сфокусировать идею и воплотить ее в жизнь с помощью инновационных технологий.Во время разработки ветряных турбин было создано множество прототипов, и многие из первых разработанных двигателей используются до сих пор, только с более современной техникой. Вот несколько различных ветряных турбин, которые мы привыкли видеть сегодня, а некоторые мы определенно не видим.

Ветряные турбины HAWT

«HAWT» — это ветряные турбины с горизонтальным доступом. Это типы ветряных турбин, которые используются наиболее широко и обычно первыми приходят в голову, когда мы думаем о ветровой энергии.Эти турбины могут иметь две, но чаще всего три лопасти на вершине башни, достигающей 120 метров в высоту. Лопасти могут иметь длину более 60 м и вырабатывать до 20 МВт энергии.

Ветровые турбины

Это турбины, направленные против ветра. Это означает, что ветер дует прямо в турбину, а не из-за нее. Это наиболее часто используемые ветряные турбины HAWT.

Pro: это более эффективный способ получения энергии от ветра, поскольку он помогает предотвратить попадание ветровой тени позади башни.

Против: Ветер появляется перед башней, когда ветер приближается к ней. Чтобы этого избежать, ротор должен располагаться подальше от башни, что требует больших затрат.

Турбины с обратным ветром

Эти турбины не обращены к ветру, поэтому ветер фактически ударяет по задней части турбины, заставляя ее двигаться.

Pro: ротор можно сделать более гибким. Это означает, что тень от ветра может быть легче уменьшена, и может быть разработана более легкая модель, чтобы снять нагрузку с башни при сильном ветре.

Con: Сила ветра переменная, потому что ветер дует прямо через ветровую тень. Хотя его конструкция может более легко уменьшить тень от ветра, в турбинах с нисходящим потоком все же есть значительно больше.

Турбины с кожухом

Турбины с кожухом, также известные как ветряные турбины с диффузором, имеют лопасти, расположенные в кольцевом аэродинамическом профиле, что увеличивает воздушный поток в системе.

Pro: Как объяснили в Open Source Ecology, эта конструкция может увеличить мощность HAWT до 5 раз из-за увеличенного воздушного потока, создаваемого аэродинамическим профилем.Кроме того, уменьшаются турбулентность и шум, поскольку концы лопастей покрыты аэродинамическим профилем.

Против: это очень дорогие турбины, которые не могут конкурировать с современными высокоскоростными турбинами.

** Ветровые турбины VAWT **

«VAWT» — это ветряные турбины с вертикальным доступом. Эти типы ветряных турбин используют энергию ветра в противоположном направлении, чем HAWT. VAWT используются реже, потому что их вертикальная конструкция не так эффективна или эффективна, как горизонтальная.

Savonius Turbines

Эта ветряная турбина имеет форму буквы «S» и работает так же, как чашечный анемометр. Его изгибы улавливают ветер, который перемещает устройство по кругу.

Pro: это гораздо меньший по размеру дизайн, что означает, что его можно использовать в качестве «небольшого» возобновляемого источника энергии.

Против: лопасти имеют чрезвычайно низкую скорость вращения и, следовательно, не могут производить столько электроэнергии, как другие турбины.

Турбины с хлопающей панелью

С этой турбиной ветер может дуть с любого направления.Он разработан с подвижными панелями, каждая из которых прикреплена к основанию с помощью двух полюсов.

Pro: Ветер может ударить по турбине с любого направления, чтобы произвести энергию.

Против: этой турбине не хватает скорости и прочности при сильном ветре.

Darrieus Turbines

Это самый известный из VAWT. Он имеет от двух до трех лопастей в форме буквы «C», улавливающих ветер.

Pro: эта конструкция намного меньше, поэтому она производит меньше шума и занимает гораздо меньше места.

Con: они не запускаются автоматически, поэтому для запуска им требуется дополнительная энергия, а выработка энергии не сравнима с производством энергии HAWT.

Giromill Turbines

Приводится в действие тремя вертикальными лопастями с горизонтальными опорами.

Pro: Эта конструкция чрезвычайно недорогая в изготовлении и хороша в условиях турбулентного ветра.

Con: Помимо низкой стоимости, для сравнения, он не выдерживает выработки энергии HAWT.

В целом, конструкции HAWT занимают первое место благодаря высокому уровню выработки энергии при минимальных затратах.Хотя VAWT по-прежнему полезны в меньшем масштабе, горизонтальная конструкция — лучший вариант для крупномасштабного производства энергии ветра.

Новые конструкции турбин появляются каждый день. Теперь есть даже безлопастные турбины, которым нужен только ветер, чтобы перемещаться по конструкции, а не ветер, чтобы циркулировать по конструкции. Они даже начинают проектировать турбины, основываясь на том, как летают птицы, используя природу птичьих крыльев, чтобы узнать, как лучше использовать энергию ветра, используя меньше материала.