Анализ на ефективността на вятърни турбини с хоризонтална и вертикална ос

Наскоро много клиенти ни задаваха въпроси относно вятърните турбини и установихме проблем в комуникацията. Клиентите обикновено предпочитат вятърните турбини с вертикална ос пред тези с хоризонтална ос. Особено за европейските клиенти вертикалните оси изглеждат по-естетични и по-екологични и по-добре отговарят на местната политика и околната среда. Като инженер по продажби, който работи в индустрията на домашната вятърна енергия повече от десет години, почувствах необходимостта да напиша истинска и професионална статия, за да анализирам разликите в ефективността между двата типа вятърни турбини.

Основният принцип на вятърните турбини е да преобразуват ветровата енергия в механична енергия, която след това се преобразува в електрическа енергия. По-просто казано, вятърът задвижва лопатките, които се въртят, а те от своя страна задвижват ротора вътре в генератора, за да пресича магнитните силови линии и по този начин да генерира електричен ток. Макар основният принцип да е един и същ, двете водещи типа вятърни турбини – с хоризонтална и вертикална ос – имат фундаментална разлика в начина на въртене, което е и основната причина за разликата в техните показатели.

Вземете за пример вятърна турбина с мощност 5 kW. При скорост на вятъра 2 m/s, хоризонтална ос ветрова турбина няма да се завърти дори и при това положение, докато вертикалната вятърна турбина вече е започнала да се върти. Обаче такава ротация не генерира активен изход; просто изглежда, че работи. При скорост на вятъра от 5,5 м/с мощността, генерирана от хоризонталната вятърна турбина, е 2 кВт, докато ефективността на генериране на енергия от вертикалната вятърна турбина е само 800 Вт. Това ясно показва, че вертикалната вятърна турбина е по-подходяща за стартиране при микровятър, докато хоризонталната вятърна турбина има значително по-висока ефективност при генериране на енергия, когато скоростта на вятъра достигне праговата стойност за стартиране от 3 м/с – приблизително 2,5 пъти по-висока от тази на вертикалната вятърна турбина.

Ветрови турбini с вертикална ос имат предимства в райони с хаотични посоки на вятъра. Те могат да приемат вятърна енергия от всички посоки по непрекъснат начин в рамките на 360 градуса и да я преобразуват в механична енергия. Хоризонталните вятърни турбини обаче изискват система за управление на завиването (yaw system), което води до закъснение и загуба на част от вятърната енергия.

Изборът на типа вятърни генератори, които ще използвате, зависи от местните условия за вятърна енергия, като например посоката на вятъра и средната скорост на вятъра. Ако сте заинтересовани от възобновяема енергия, моля, свържете се с нас по всяко време, за да персонализираме ексклузивното ви решение за вятърна енергийна система.