Типови ветрогенератора ХАВТ, ВАВТ и више објашњено

Преобухватна већина ветротурбине видети су око округа на ветропарковима (и на копну и на обали) стандардни дизајн 3 лопате. Међутим, постоји велики број различитих стилова/типова турбина и начин на који они искористе кинетичку енергију из ветра је сасвим другачији.

Две главне врсте ветровинских турбина су хоризонтално-оси и вертикално-оси. Ветровинске турбине за хоризонталну ос да је ос ротације хоризонтално оријентисана. Обично имају три оштрице и дизајнирани су да се суочавају са ветром. Ветровинске турбине са вертикалном оси имају ротирајућу оси усмерену вертикално и дизајниране су да искористе кинетичку енергију у супротном правцу.

Осим ветровинских турбина са хоризонталном и вертикалном осом, постоје и друге итерације турбине које вреди истражити.

Најчешћи тип ветровинске турбине је Ветровинска турбина хоризонталне оске. Назива се хоризонтална оска јер ротирајући осак лежи хоризонтално (види дијаграм испод)

Ветровинске турбине са хоризонталном осом морају да указују директно на ветар да би радиле на максималној ефикасности, а цела глава је дизајнирана да се окреће према ветру. Како ветар мења смер, тако се и глава мора окренути (или yaw) да би остала усмерена на ветар.

Ветровинке са хоризонталном оскором бирају се за оффорске ветропаркове и наземне ветропарке где је земља углавном равна и отворена, јер раде ефикасније од вертикалних турбина у подручјима где ветар није турбулентан.

Изграђен за величину

Иако је на тржишту доста малих витринских турбина са хоризонталном осколом које су доступне власницима кућа који су свесни енергије, једна од њихових великих предности је да се добро развијају за производњу и могу се изградити БЕЛЕГО. Ово је још један разлог зашто се користе за ветропарке. Много је трошковано ефикасније изградити и радити једном турбином од 10 мегавата (МВт) него пет турбина од 2 МВт.

Највећа ветровинска турбина на свету (постављајући на лето 2021) је Vestas V236 турбина, са номиналном снагом од 15 мегавата (МВт). Има дијаметар ротора лопате од 236 м више од два пута више од висине Статује слободе! Једно окретање његових лопаћа обезбедиће довољно електричне енергије да се у просечном домаћинству може користити за дан.

Ветровинске турбине вертикалне оске

Мање ефикасна и мање уобичајена турбина је Вертикална осна ветрова турбина. Назива се вертикална оса јер је ротирајућа оса вертикално израмњена према горе.

Немогуће је изградити турбине вертикалне оси у великим размерима које видимо у ветропарковима с горизонталном осом. Највећа ветровинска турбина вертикалне оси која је икада изграђена била је 110м висока, 3,8МВТ ÉOLE турбина у Квебеку, Канада. Међутим, роторски лежајник је пропао 1993. године под тежином од 880 тона коју је морао подржавати. Од тада није функционисао, а сада је радозналост за туристе. Веома је мало вероватно да ће неко покушати да изгради турбину вертикалне оске већу од ове због инжењерских проблема повезаних са директним подржавањем таквих тешких тежина на једном лежајућу.

Изграђени за флексибилност

Иако су мање, главна предност ветровинске турбине са вертикалном оси у односу на хоризонталну оси је да не морају да се запечу. Они све време прикупљају енергију ветра из свих правца. Због начина на који су оштрице дизајниране, они се увек окрећу у истом правцу, без обзира одакле долази ветар.

То чини вертикалне турбине ветрове боље у улажењу енергије ветра на градским крововима и у изграђеним подручјима где турбулентни ветар стално мења правцу.

Ветровинске турбине вертикалне оске заузимају мање простора од еквивалентне снаге горизонталне оси турбине, и често се бирају за подручја где је простор ограничен.

Различите врсте ВАВТ-а

Постоје два главна дизајна ветровинских турбина вертикалне оске, које се називају Савониус и Дариус. Ови дизајнери су прилично различити по начину на који улазе енергију ветра.

Савониус ВАВТ

Ветровинке вертикалне оси са Савонија користе принцип противљења да би конвертовали енергију ветра у механичку енергију ротације. Они раде као лопаћа, у облику да ухвати ветар који улази у турбину, стварајући отпор и тако га присиљавајући да се окреће (види дијаграм испод). Без обзира из које стране долази ветар, он ће увек ударити и испред и иза лопате али округла задња страна лопате ствара мање прогона, чиме се турбина може окретати. Међутим, то значи да ветровинка са вертикалном осом Савонија може да претвори само 15% ветрове енергије у механичку енергију ротације.

Дарејус ВАВТ

Дарријевске ветрогенераторе са вертикалном осом користе принцип подизања за претварање енергије ветра у механичку ротациону енергију и ефикасније су од турбина са вертикалном осом савона. Дарријејеве ветрогенератори са вертикалном осом користе лопатице који имају пресек у облику крила авиона. Док ветар пролази преко лопате, ефекат аерофола ствара подизање, и то је оно што ротира турбину (види дијаграм испод).

Очија за аерофоил Дарријеове турбине могу бити равна, закривљена или спирално обликована (видети дијаграм испод).

Све су то Дарријеве турбине. Лапасти ротора су исти, стварају подизање, али у различитим конфигурацијама.

Шпутничка конфигурација је можда најзанимљивија, јер омогућава да се дужи лопти лопти налази у истој области ротације као турбина са правим лоптицом, чиме се улаже више ветра и повећава ефикасност.

Други дизајн турбина

Иако већина ветрогенератора спада у ове две главне категорије (вертикална и хоризонтална оска), постојали су различити експериментални пројекти који се одвијају далеко од нормалне конфигурације ових два пројекта.

Ветровиће дрво

"Ветрово дрво" које је изградила компанија New World Wind са седиштем у Паризу, засновано је на ветрогенератору са вертикалном осом Савониус, али је ново по томе што користи многе мале турбине распоређене тако да изгледају као листови на дрвету како би направили декоративну урбану особи

Вортекс Блеедлес

Вортекс Блејдлес је шпанска компанија која је искористила потпуно другачију методу за извлачење кинетичке енергије из ветра. Њихова "турбина" уопште не изгледа као конвенционална турбина, јер се не окреће.

Система без вихрева користи висок мач у облику стуба, који извлачи енергију из ветра помоћу технике која се зове вихрева-индуцирана резонанца. Како ветар пролази кроз стуб, изазива турбуленцију иза њега, што доводи до токања или вибрације стуба напред и назад, а та механичка енергија покреће линеарни алтернатор, чиме се генерише електрична струја.

Пошто немају ротирајућа лопасти, овај стил ветрогенератора не представља опасност за мигрирајуће птице или дивље животиње.

Турбине које се покрећу возилима

Неколико компанија почело је да развија мале ветротурбине вертикалне оске које се могу поставити у централну резервацију аутопутева и аутопутева. Уместо да се покрећу "природним" ветром, то је турбуленција узрокована константним током возила која пролазе високом брзином која окреће ове турбине. Дакле, иако су још увек конвенционалне ветровинске турбине вертикалне оси, нова је ситуација на коју се примењују.

Управо у овом случају, уколико је потребно, може се користити и други уређаји.

Крозосна ветровинка је експериментални дизајн вертикалне осне турбине која користи и хоризонталне и вертикалне лопатице турбине у новој конфигурацији са крстовитим везама. Са три вертикална и шест хоризонталних лопате, може да ухвати енергију ветра која долази из хоризонталног и вертикалног правца. Студије су показале да је 2,5 пута ефикаснија од конвенционалне турбине вертикалне оске у истим условима ветра.

Кула за хлађење Увозна турбина

Овај дизајн предлаже нову конфигурацију ветровинске турбине Дарриес вертикалне оси, оријентисане хоризонтално и смештене на врху куле за хлађење. Уско струје из изгашног ваздуха из куле, уместо да се отпада у атмосферу, користи се за покретање турбине.