ניתוח יעילות של טורבינות רוח עם ציר אופקי וטורבינות רוח עם ציר אנכי

לאחרונה, לקוחות רבים פנו אלינו עם שאלות על טורבינות רוח, וגילינו בעיה בתקשורת. הלקוחות נוטים להעדיף טורבינות רוח ציריות אנכיות על פני טורבינות רוח ציריות אופקיות. במיוחד אצל לקוחות באירופה, הם סבורים שטורבינות ציריות אנכיות נראות יפות יותר, ידידותיות לסביבה יותר, ומתאימות יותר למדיניות המקומית ולתנאי הסביבה. כמהנדס מכירות שעבד בתעשייה של רוח ביתית למעלה מעשור, הרגשתי צורך לכתוב מאמר אמתני ומקצועי שיערוך את ההבדלים בכفاءות בין שני סוגי טורבינות הרוח.

עקרון היסוד של טורבינות רוח הוא המרה של אנרגיית הרוח לאנרגיה מכנית, אשר לאחר מכן מומרת לאנרגיה חשמלית. במונחים פשוטים, הרוח דוחפת את הלהבים וגורמת להם לסובב, והלהבים מפעילים את הרוטור שבתוך המولد כדי לחתוך את קווי הכוח המגנטיים, ובכך יוצרים זרם חשמלי. למרות שבעיקרון היסוד זהה, קיימת הבדלה בסיסית בין שתי טורבינות הרוח העיקריות – ציר אופקי וציר אנכי – בדפוס הסיבוב שלהן, מה שמהווה גם את הסיבה העמוקה להבדלים בביצועיהן.

ניקח כדוגמה מولد רוח של 5 קילוואט. במהירות רוח של 2 מטר לשנייה, ה טורבינה עם ציר אופקי לא יסתובב בכלל, אך טורבינת רוח ציר אופקי כבר החלה לסובב. עם זאת, סיבוב זה אינו מייצר פלט פעיל; הוא רק נראה כפועלת. במהירות רוח של 5.5 מטר לשנייה, ייצור הכוח של טורבינת רוח ציר אופקי הוא 2 קילווט, בעוד שיעילות ייצור הכוח של טורבינת רוח ציר אנכי היא רק 800 וاط. עובדה זו מראה בבירור כי מولد הרוח הציר-אנכי מתאים יותר להפעלה ראשונית במיקרו-רוח, בעוד שטורבינת רוח הציר-אופקי מציגה יעילות ייצור כוח גבוהה בהרבה כאשר מגיעה למהירות רוח המינימלית לפעילות (cut-in wind speed) של 3 מטר לשנייה – בערך 2.5 פעמים יותר מאשר מولد הרוח הציר-אנכי.

טורבינות רוח עם ציר אנכי יוצאים בפער באזורים שבהם כיווני הרוח אינם יציבים. הם יכולים לקלוט את אנרגיית הרוח מכל הכיוונים, באופן רציף ב-360 מעלות, ולהמיר אותה לאנרגיה מכנית. לעומת זאת, טורבינות רוח ציר אופקי דורשות מערכת פיקוד סיבוב (yaw system), אשר תגרום לעיכוב ואיבוד חלק מאנרגיית הרוח.

הבחירה בסוג הגרניטורים האנרגטיים לרוח שיתשתמשו בהם תלויה בתנאי האנרגיה הרוחנית המקומיים שלכם, כגון כיוון הרוח ומהירות הרוח הממוצעת. אם אתם מעוניינים באנרגיה מתחדשת, אנא פנו אלינו בכל עת כדי להתאים עבורכם פתרון ייחודי למערכת אנרגיית רוח.