Ветровые установки: Ветрогенератор для частного дома [Цены, Рейтинг лучших] 2019

Безлопастной ветрогенератор. Устройство и принцип работы

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня узнаем, что такое безлопастной ветрогенератор, рассмотрим общее устройство и принцип работы, узнаем где применяется. И так…

У специалистов по альтернативной энергетике давно сформировался стереотип относительно того, как должны выглядеть правильные и эффективные ветрогенераторы. Такое положение дел вовсе не удивительно, ведь ветрогенераторы возводятся каждый год по всему миру, и это всегда огромные сооружения с лопастями, похожие на гигантские ветряные мельницы. А что до безлопастных ветрогенераторов, то к ним отношение, как правило, в среде альтернативщиков весьма и весьма скептическое.

Тем не менее разработчики новых решений не спешат останавливаться в своем энтузиазме. И вот, в 2015 году, испанская компания Vortex Bladeless предложила новый вариант и уже готовую модель решения, показывающую, как могут быть устроены ветрогенераторы, не уступающие по эффективности традиционным лопастным, однако превосходящие их как по безопасности, так и по экономичности производства и по возможностям установки.

   Безлопастной ветрогенератор Vortex Bladeless

Компания Vortex Bladeless представила модель и рабочий макет принципиально нового ветрогенератора, совсем не похожего на обычные ветряки. Здесь нет вращающихся на ветру лопастей, и вообще не предусматриваются крупные вращающиеся части.

Генератор отнюдь не похож на ветряную мельницу, скорее он напоминает большую биту для бейсбола, установленную вертикально на ручку, и покачивающуюся под действием дующего на нее ветра. Но ведь ветер не всегда дует порывами, — может возразить кто-то, — и как же тогда будет раскачиваться эта гигантская бита, она же просто нагнется и так и будет неподвижно стоять словно дерево? На самом деле все совсем не так!

Принцип, по которому вертикальный безлопастной ветрогенератор станет покачиваться на ветру — не связан с порывами ветра. Принцип заключается в раскачивании вертикального генератора невидимыми вихрями воздуха, образующимися в форме цепочки позади цилиндрических объектов, обдуваемых газом или обтекаемых жидкостью в поперечном направлении.

Данный феномен был объяснен в далеком 1912 году американским физиком и специалистом по аэродинамике и воздухоплаванию Теодором фон Карманом. А явление образования цепочек вихрей вокруг обдуваемой газом или обтекаемой жидкостью, вертикальной оси назвали в честь ученого «дорожкой Кармана». Это явление и положено разработчиками в основу уникального безлопастного ветрогенератора.

Вихревая дорожка Кармана

 

Ветряной генератор от Vortex вдвое дешевле в производстве, чем лопастная турбина аналогичной мощности, а затраты на регулярное обслуживание меньше в пять раз! К тому же количество выделяемых парниковых газов на 40% ниже, работает генератор тише, и почти полностью безопасен для птиц и летучих мышей.

А что касается эффективности в целом, то вертикальные безлопастные генераторы можно будет устанавливать на меньшей площади и получать таким образом больше электроэнергии, чем от тех же лопастных ветрогенераторов, требующих огромных площадей дабы турбине было где размахнуться. Этот фактор крайне важен при возведении крупных ветряных электростанций, а вертикальных генераторов можно установить несколько, и близко друг к другу — электростанция получится более компактной.

Мало того, разработчики проверили аэродинамику системы из двух своих ветрогенераторов, когда один стоял позади другого, и оказалось, что тот который стоял сзади — раскачивался еще сильнее, ведь он повторно использовал вихри от первого.

Безлопастной ветрогенератор Vortex Bladeless

 

Авторы проекта уверены, что для частных домовладений будет достаточно небольших ветрогенераторов Mini высотой в 12,5 метров на номинальную мощность в 4 кВт, а основу крупных ветряных электростанций составят разрабатываемые модели Gran на 1 МВт каждый. Еще на начальном этапе исследований, в 2012 году, европейские инвесторы вложили в Vortex Bladeless порядка 1000000 евро, и по сей день проект представляется очень перспективным.

   Установка безлопастного ветрогенератора

Конструктивно ветряк состоит из двух частей. Верхняя часть обладает неровной поверхностью, и именно она раскачивается и генерирует воздушные вихри дорожки Кармана вокруг себя. В неподвижной нижней части конструкции расположены элементы электрогенератора.

Установка спроектирована таким образом, чтобы раскачка происходила на резонансной частоте, совпадающей с частотой вихрей в образуемой дорожке Кармана. Так ветер раскачивает верхнюю часть ветряка, используя явление механического резонанса. И если раньше такой резонанс разрушал мосты и другие сооружения, то теперь он сможет генерировать электроэнергию, проявляя свой разрушительный потенциал более дружелюбно.

Сначала специалисты компании успешно протестировали прототипы на 2 кВт, рассчитанные на ветер, дующий со скоростью от 1,5 до 7 м/с; модели на 4 кВт рассчитаны на 3-15 м/с, и так возможно масштабирование вплоть до единиц мегаватт. Главные составные части будущих ветряных электростанций на новых генераторах — вертикальные генераторы Vortex Bladeless на 1 МВт, высотой 150 метров, из которых можно будет собрать огромную электростанцию необходимой мощности.

   В основании подвижной части расположены два кольца отталкивающихся магнитов

Всех тонкостей разработчики, конечно, не раскрывают, однако кое-что известно. В основании подвижной части расположены два кольца отталкивающихся магнитов. Когда ветер нагибает структуру в одну сторону, магниты тянут в другую сторону, и эти небольшие нажимающие и выталкивающие движения как раз и способствуют проявлению кинетической энергии, возникающей в процессе кругового покачивания башни. Эта энергия затем преобразуется в электрическую при помощи линейного генератора переменного тока. Частота колебаний башни достигает 20 Гц.

   Безлопастной ветрогенератор

Исследования продолжались долго, и на различных этапах устройство непрерывно совершенствовалось. Более 200 моделей было изготовлено, и каждая из них была испытана разработчиками в аэродинамической трубе. Чтобы геометрия мачты наконец позволила бы собирать столько энергии ветра, сколько максимально возможно, и чтобы собственная частота мачты Vortex Bladeless могла бы изменяться, дабы подстраиваться в резонанс с дорожкой Кармана.

 

Смотрите также по теме:

   Ветрогенератор. Как выбрать, смонтировать и избежать разочарования?

   Ветрогенератор своими руками. Промышленные аналоги.

   Ветрогенератор ВЭУ-2000. Обзор и технические характеристики.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

какие они бывают, как устроены, применение для дома и дачи

Ветер у всех народов всегда воспринимался как проявление божественной силы. Эта сила очевидна, и в некоторых случаях – огромна. По мере развития человечество, кроме своего почитания божеств воздушной стихии научилось использовать ее для собственных нужд. Парус у всех народов стал основой движения на воде, появились мельницы-ветряки.

На непродолжительный по историческим меркам срок, с началом использования тепла как основы для работы большинства механизмов, использование ветра сократилось. Но в наше время с появлением экологических проблем интерес к использованию силы ветра возрождается быстро и мощно. Современные технические решения позволяют эффективно преобразовать энергию воздушных потоков в электричество.

Хотя и более дорогое в сравнении с другими технологиями, которые используются на основных типах электростанций. Их три – тепловые, атомные и гидроэлектростанции. Сегодня ветряные электростанции нашли свою нишу на рынке электроэнергии.

Ветряные электростанции и электрогенераторы

Археологические исследования информируют о том, что несколько тысячелетий тому назад вавилонские умельцы создавали ветряные машины для превращения болот в сельскохозяйственные угодья.

Эти механизмы применялись для вычерпывания воды и осушения почвы. Аналогичные машины на своих рисовых полях применяли китайцы примерно в те же времена. А первые мельницы-ветряки появились еще у древнеегипетских предпринимателей.

Со временем мельницы появились и в Европе, и восточнее примерно в XII веке.

Развитие электрических технологий не могло не натолкнуть инженеров на идею заменить жернова мельницы электрогенератором. Это и произошло в тридцатые годы прошлого века. Проблемы, существующие на топливных рынках, а также аварии на атомных электростанциях стимулировали развитие ветряных электростанций. Сегодня их число быстро увеличивается, о чем свидетельствует статистика, приведенная ниже:

Мощность мировых ветровых станций

• Однако стихия непредсказуема. А для воздушной стихии существует такое определение, как полный штиль.
• Это значит, что даже в открытом море, где воздух находится в постоянном движении, бывает так, что ветер исчезает.
• Поэтому ветряная электростанция эффективна только в том месте, где штиль случается как можно реже.

Такие места наиболее распространены вблизи морского побережья, на холмах, в горах, и в некоторых специфических местностях.

Как устроена и как работает

Основой ветряной электростанции является крыльчатка (турбина). Наиболее эффективная конструкция – крыльчатка с тремя лопастями пропеллерного типа, установленная высоко над поверхностью земли. Работу электростанции с такой крыльчаткой иллюстрирует изображение ниже:

Как работает ветротурбина

Для получения максимальной эффективности специальные механизмы управляют положением ротора и лопастей.

Их автоматически подбирают в соответствии с направлением и силой ветра. Существуют и другие конструкции крыльчаток, так называемые барабанные.

1. Например, такие, для которых направление ветра не имеет значения. В основном это результат творчества отдельных энтузиастов.
2. Главный недостаток всех непропеллерных моделей – более низкий КПД.
3. У электростанции с пропеллерной крыльчаткой КПД чуть меньше 50%.
4. А главным недостатком всех без исключения ветряных электростанций является сам ветер.

Его сила подвержена частым изменениям. В результате обороты крыльчатки изменяются, а вместе с этим меняется вырабатываемая электрическая мощность.

Поэтому для сопряжения генератора ветряной электростанции с электросетью необходимо дополнительное электрооборудование. Обычно это аккумуляторы с инверторами. Генератор сначала заряжает аккумуляторы, и для этого процесса равномерность силы тока неактуальна.

Передача электричества в сеть выполняется инвертором, который преобразует заряд, накопленный в аккумуляторе. Дополнительным плюсом пропеллерной конструкции можно считать ее управляемость.

Если сила ветра становится чрезмерной, угол атаки лопасти делается минимальным. В результате ветровая нагрузка на турбину падает.

Но не всегда удается уберечь ветряную электростанцию от поломки. На побережье случаются ураганы, которые ломают крыльчатку. Такие случаи продемонстрированы далее. Современная ветряная электростанция – это огромное сооружение. Поэтому воздействие сильного ветра на него весьма заметно. Хорошее наглядное представление о масштабах такой электростанции дает изображение, показанное далее.

Высота, на которой размещается электрогенератор, в среднем равна пятидесяти метрам. Чем выше, тем сильнее и стабильнее дует ветер. Для получения наибольшей мощности устанавливаются десятки электрогенераторов. Из наземных ветряных электростанций наиболее мощная расположена в США. Ниже предоставлена краткая информация о ней.

Самая мощная из наземных ветряных электростанций

Самое большое число электростанций построено на побережье. Они называются прибрежными. Но поскольку земля прибрежных территорий дорогая, целесообразнее строить на мелководьях морского шельфа.

Такие электростанции называются шельфовыми. Однако из-за дороговизны строительства мощность крупнейшей в мире шельфовой электростанции, построенной у берегов Англии, составила 630 мВт, что более чем в 2 раза меньше, чем у наземного аналога.

Дальнейшим развитием электростанций морского базирования стали плавающие ветряные электростанции. Но они самые большие и дорогие, и по этой причине, по сути, единичные.

Скорее всего, они никогда не станут основными при получении электричества от силы морского ветра. Для получения более высоких экономических показателей используется ветер на высоте более ста метров.

При этом используется специальная конструкция на основе аэростата, называемая парящей ветряной электростанцией.

Но поскольку грузоподъемность аэростата ограничена, максимальная мощность электростанции соответствует по своей массе мощности в 30 кВт. Она сможет обеспечить несколько домов.

Их количество будет зависеть от режима потребления электроэнергии. Недостатком парящей электростанции является ее рискованность.

Она может быть унесена сильным ветром, и воспрепятствовать этому проблематично.

Экологические проблемы ветряных электростанций

У крыльчаток имеется один непреодолимый недостаток. Они излучают инфразвук. А он пагубно влияет на все живые организмы, в том числе и на человека.

• Если электростанция расположена вдали от жилья, как, например, шельфовая или горная, человеческий фактор снимается. Но воздействие на экосистему остается.
• Насколько инфразвук от ветряных электростанций проблематичен, свидетельствует одна из жительниц Германии:
• В этой стране ветряки устанавливают повсеместно, где только позволяет территория.
• Отказавшись от атомных электростанций, Германия наиболее активно из всех стран строит ветряные электростанции.

Появление таких новостроек принуждает людей, живущих по соседству, переезжать на новые места жительства. Но их дома никто не желает покупать. Поэтому появляются проблемы в обществе.

Так что оптимальное место для ветряных электростанций – это морской шельф.

Источник: https://domelectrik.ru/baza/teoriya/vetryanaya-elektrostanciya

Ветряная электростанция для дома

Размещаются ветровые электростанции на берегах морей, крупных водоёмов и в пустынных местностях. Обязательным атрибутом при их развёртывании является инфраструктура для передачи энергии в линии электропередач.

Ветрогенератор – устройство для преобразования кинетической энергии ветра в механическую, а затем в электрическую. По количеству вырабатываемой электроэнергии такие устройства делятся на большие, мощностью более 100 кВт, и малые, мощностью менее 100 кВт.

Отдельные малые ветрогенераторы, о которых пойдёт речь в этой статье, нашли применение для электроснабжения частных домов и автономных объектов различного назначения – телекоммуникационных вышек, уличного освещения, элементов систем управления дорожным движением. Устанавливаются они рядом с объектом и нередко дополняются солнечной батареей или дизель-генератором.

Принцип работы

Ветрогенератор представляет собой комплекс из нескольких устройств:

• Для вертикальных ветрогенераторов генератор может комплектоваться мультипликатором, повышающим число оборотов, что позволяет повысить мощность генератора или уменьшить его размерыВетроколесо (ротор). Предназначен для приёма воздушного потока у горизонтальных конструкций или давления ветра у вертикальных. Выполняет функцию преобразования кинетической энергии ветра в механическую работу, которая передаётся генератору.
• Редуктор. Этим устройством комплектуются некоторые модели ветряков. Служит для повышения числа оборотов, передаваемых от ротора генератору.
• Генератор. Трёхфазная электрическая машина с ротором и статором. Обмотки статора, в которых вращающимся ротором возбуждается переменный ток, подключены к контроллеру. Для вертикальных ветрогенераторов генератор может комплектоваться мультипликатором, повышающим число оборотов, что позволяет повысить мощность генератора или уменьшить его размеры.
• Контроллер. В простейшем случае представляет собой выпрямительный диодный мост. Служит для преобразования, поступившего от генератора переменного тока в постоянный и передаче его для зарядки аккумуляторных батарей. Кроме того, контроллер регулирует скорость вращения ветроколеса, затормаживая его в случае необходимости – при сильном ветре или когда аккумуляторы полностью заряжены.
• Инвертор. Необходим для преобразования постоянного напряжения 12 вольт от аккумуляторной батареи в переменное 220 вольт, используемое потребителями.
• Мачта. Устройство для размещения ротора над землёй на определённой высоте. Существуют различные конструкции – из труб на стяжках, секционные конические, гидравлические.
• Комплект соединительных кабелей. Возможна комплектация устройства электрооборудованием для подключения потребителей (вводные щитки), устройством автоматического ввода резерва для переключения между ветрогенератором и централизованным электроснабжением.

Принцип работы устройства состоит в том, что напор (давление) ветра вращает ветроколесо, которое передаёт вращение на ротор генератора. Ротор генератора возбуждает переменный ток в обмотках статора генератора, который поступает на контроллер. Контроллер этот ток преобразует в постоянный и им заряжает аккумулятор.

Все потребители получают энергию от аккумулятора через инвертор (220 В) или напрямую (12, 24, 48 В – в зависимости от числа батарей). Напрямую энергия ветряка не передаётся потребителям, что связано с нестабильностью параметров получаемого им тока.

Типы ветряных электростанций

Существуют следующие критерии для классификации ветряных электростанций:

1. Количество лопастей. Ветродвигатели с числом лопастей до 4 именуются малолопастными и быстроходными. С количеством лопастей от 4 и более многолопастными и тихоходными. Деление по этому критерию обусловлено тем, что чем меньше число лопастей, тем, при прочих равных условиях, ветродвигатель имеет большее число оборотов.
2. Номинальная мощность. Критерий достаточно условен, но применяется следующая градация: до 15 кВт бытовые (для частных домов, портативные), 15-100 кВт полупромышленные (для небольших ферм, магазинов, насосных станций), 100 квт- единицы МВт промышленные – предназначены для генерации энергии, используемой большим количеством потребителей.
3. Направление оси вращения. Этот критерий является самым основным, так как влияет на основные характеристики ветряка:

С горизонтальной осью вращения. Чаще всего двух или трёхлопастные, быстроходные. К достоинствам таких устройств относятся: быстроходность, а значит более простой генератор; высокий коэффициент использования энергии ветра и, как следствие, более высокий КПД; простота конструкции. К недостаткам относят: высокий уровень шума, необходимость высокой мачты для установки.

С вертикальной осью вращения. Известно много разновидностей по конструктивному исполнению – ветрогенераторы Савониуса, роторы Дарье, геликоидный ротор, многолопастные ветрогенераторы. По мнению автора статьи достоинства всех таких конструкций, весьма сомнительны. Эти устройства имеют сложную конструкцию, требуют сложного генератора, имеют низкий коэффициент использования энергии ветра (0,18-0,2 против 0,42 у горизонтальных). К достоинствам относят малый уровень шума, возможность установки на небольшой высоте.

Малые ветрогенераторы / Статьи и обзоры / Элек.ру

Выработка электрической энергии с использованием возобновляемых источников — актуальная тенденция в развитии энергетики. Хорошо известны гигантские поля ветряков, где вырабатывается электроэнергия для крупных городов. Тем не менее, в последнее время все большую популярность завоевывают ветряки, с помощью которых вырабатывается электроэнергия для индивидуальных потребителей, будь то отдельный дом, ферма или даже уличный светильник. Особенно актуальны такие ветрогенераторы для России, на большей части территории использование солнечных батарей для выработки электроэнергии весьма затруднительно из-за короткого светового дня.

Применение энергии ветра исторически было одним из первых попыток человечества обуздать силы природы в своих интересах. Вспомним хотя бы знаменитые ветряные мельницы, известные с древности. Мало того, Голландия во многом обязана самим своим существованием тем, что ее жители научились использовать энергию ветра для откачки воды из низин. Собственно, подавляющее большинство знаменитых голландских «ветряных мельниц», которые являются одним из символов страны, на самом деле не мелят муку, а представляют собой гигантские насосы.

Ветряки с горизонтальной осью

Ветряная мельница, а также получившие большое распространение ветрогенераторы с тремя лопастями, относятся к классу ветряков с горизонтальной осью. В этих ветряках ветровое колесо (устройство, предназначенное для преобразования кинетической энергии поступательного движения ветра в механическую энергию вращения) имеет ось, располагающуюся в горизонтальной плоскости. Преимуществом таких ветряков является возможность их запуска без какого-либо дополнительного воздействия, только от дуновения ветра. Недостатком является необходимость ориентировать ветряк по направлению воздушного потока. Эта проблема в индивидуальных генераторах решается за счет свободного вращения основания ветряка в горизонтальной плоскостью и добавления «хвоста» к устройству. В результате ветряк сам ориентируется в нужном направлении.

Пример ветряка с горизонтальной осью

Ветряки с горизонтальной осью весьма громоздки, к тому же, вращающиеся лопасти способны создать помехи средствам связи и приему аналогового телевидения. Внешний вид подобных ветряков, что называется, «на любителя». Мало того, известны случаи фобий у людей по отношению к таким ветрякам. Тем не менее, именно ветряки с горизонтальной осью получили наибольшее распространение в силу высокой эффективности и простоты конструкции. К тому же, малые ветрогенераторы с горизонтальной стоят недорого. Стоимость ветрогенератора такого типа приблизительно равна численному значению мощности, выраженной в кВт, умноженной на 1200 долл. США. Это в 3-5 раз дешевле, чем стоимость солнечных батарей в пересчете на единицу мощности.

Мощность идеального ветрогенератора с горизонтальной осью в установившемся режиме вычисляется по формуле:

P=0,5QS_оV³С_pN_gN_b [1] , где
Q — плотность воздуха, равная 1,23 кг/м³,
S_о — площадь, ометаемая лопастями ветряка,
V — скорость ветра, м/с
С_p — коэффициент использования энергии ветра (зависит от конструкции ветряка, у идеального ветряка он равен 0,593, в реальности не превышает 0,45),
N_g — КПД электрогенератора,
N_b — КПД мультипликатора — механизма, передающего вращение от ветрового колеса с лопастями к электрогенератору с определенным коэффициентом.

Важным моментом является то, что в установившемся режиме мощность ветряка не зависит ни от ширины лопастей, ни от их количества. Тем не менее, от ширины лопастей и их количества зависит пуск ветряка. Чем эти показатели больше, тем меньшее дуновение ветра необходимо, чтобы ветряк начал вертеться. В реальности, количество и ширина лопастей определяются компромиссом между необходимостью уменьшить нагрузку на ось ветряка и необходимостью обеспечить запуск ветрогенератора от небольших порывов ветра.

Площадь ометания пропорциональна квадрату от размаха лопастей, иначе именуемого диаметром ветрового колеса. Поэтому зависимость мощности от диаметра ветрового колеса также носит квадратичный характер. В индивидуальных ветрогенераторах с горизонтальной осью размах лопастей обычно лежит в пределах от 1,2 до 7 м, что ограничивает генерируемую мощность. Максимальное значение мощности современных малых ветрогенераторов составляет 15 кВт.
Следует отметить, что формула [1] дает мощность, вырабатываемую ветрогенератором в заданный момент времени. Для вычисления средней мощности, вырабатываемой ветрогенератором, требуется знать статистику распределения скоростей ветра по времени суток для тех или иных времен года.

Ветряки с вертикальной осью

В таких генераторах ветровое колесо имеет ось, расположенную в вертикальной плоскости. Главным преимуществом ветряков с вертикальной осью является то, что они не требуют ориентации по направлению воздушного потока. Кроме этого, они, как правило, выглядят куда красивее, чем ветряки с горизонтальной осью, что крайне важно для индивидуальных ветрогенераторов, которые могут располагаться в самых разных местах. В каком-то смысле, ветряки с вертикальной осью являются украшением пейзажа.

Современная конструкция ветрового колеса с вертикальной осью, способная стартовать от ветра

Поскольку существует множество разнообразных конструкций вертикальных ветрогенераторов, их мощность рассчитывается по более сложным формулам, чем [1] эти формулы зависят от конкретной конструкции. Тем не менее, зависимость, по которой мощность пропорциональна кубу от скорости ветра, здесь также присутствует.

До недавнего времени ветряки с вертикальной осью требовали дополнительного воздействия для пуска. При этом электрогенератор переводился в режим электродвигателя и запускал ветряк от энергии,. накопленной ранее в аккумуляторе. Сейчас созданы конструкции ветряков, которые самостоятельно запускаются от ветра.

Другой проблемой является значительно меньший КПД ветряка с вертикальной осью по сравнению с обычным «пропеллером». Применительно к индивидуальным ветрогенераторам этот недостаток компенсируется тем, что ветроколесо практичски не ограничивается в размерах по эстетическим соображениям. Например, при размещении на крыше здания его можно сделать в виде высокого цилиндра и оно не будет портить вид строения.

В ряде европейских стран ветрогенераторы с вертикальной осью устанавливают на крышах жилых и административных зданий и включают их параллельно электрическим сетям. Ветрогенераторы позволят уменьшить счета за электричество.

Мультипликатор

Самое быстрое ветроколесо способно дать скорость вращения не более 400 об/мин. В то же время, наибольший КПД электрического генератора, как правило, достигается при частоте вращения около 1000 об/мин. Поэтому на ветроэлектростанциях, обслуживающих нескольких потребителей, используют так называемые мультипликаторы — механизмы, передающие вращение от ветроколеса к электрическому генератору с повышающим коэффициентом.В индивидуальных ветрогенераторах мультипликаторы зачастую не используются. При этом мирятся со снижением КПД электрического генератора во имя удешевления конструкции.

Накопление энергии

Мощность, которую дает ветрогенератор, крайне нестабильна, так как скорость ветра постоянно меняется. Поэтому обязательно использование аккумулятора, в котором накапливается и постепенно отдается в нагрузку.

Для накопления энергии обычно используются гелевые аккумуляторы (от слова «гель» — по принципу действия они аналогичны кислотным, но электролит находится в виде желе) напряжением 12 В. Иногда аккумуляторы соединяют последовательно в батареи напряжением до 120 В. Ветряк подключается к аккумулятору через специальный контроллер, управляющий процессом зарядки. Напряжение 220 В с частотой 50 Гц, подаваемое потребителю, вырабатывается при помощи инвертора.

Защита от разрушения ветроколеса

При большой скорости ветра может произойти превышение скорости вращения ветроколеса сверх допустимой нормы, что приводит к его разрушению. Чтобы этого не происходило, генератор всегда должен находиться под нагрузкой. Если аккумулятор полностью заряжен и нет нагрузки, то к генератору подключается балластный резистор.

При штормовом ветре у генераторов с диаметром ветроколеса до 2 м просто останавливают лопасти во избежание их поломки. При большем размере лопастей ветроколесо поворачивается в горизонтальную плоскость. На крупных ветроэлектростанциях лопасти складываются.

Гибридная генерация

Крупные ветроэлектростанции размещаются там, где ветер дует постоянно, например, в прибрежных зонах. В отличие от них, индивидуальные ветрогенераторы размещают вблизи потребителя. И здесь может возникнуть ситуация, когда на протяжении нескольких дней нет ветра с достаточной для нормальной работы генератора скоростью. Поэтому для обеспечения надежной бесперебойной поставки электроэнергии используются так называемые гибридные системы, объединяющие несколько источников энергии. Как правило, это комбинация из ветряка и солнечных батарей. Когда ветра нет, обычно нет и облаков на небе, и можно использовать энергию солнца.

Контроллер для гибридного электропитания от ветряка
и солнечной батареи китайской компании Sunteams

Энергия от солнечных батарей и обоих источников накапливается в одном аккумуляторе (или батарее аккумуляторов) и отдается потребителю по мере необходимости. Для управления процессами зарядки применяется специальный двухканальный контроллер. Большинство современных моделей контроллеров для солнечных батарей являются двухканальными и предусматривают возможность использования в гибридных системах.

Применение малой ветроэнергетики

В настоящее время индивидуальные ветрогенераторы широко используются в нашей стране для выработки электричества в сельской местности. Мотивы к переходу на альтернативные источники энергоснабжения могут быть разными — от снижения текущих расходов на электроэнергию до стремления избежать огромных затрат на подключение нового здания. Причем ветрогенераторы заводят не только жители небогатых сел, вынужденные экономить на электроэнергии, но и обитатели шикарных коттеджных поселков, которым монопольные поставщики электроэнергии выставляют огромные счета. Наконец, есть места, где электричества нет, а прокладывать линии электропередач экономически невыгодно.

На некоторых фермах ветрогенераторы используются для снижения затрат, а, значит, снижения себестоимости продукции. Необходимость бесперебойного электроснабжения диктует использование в таких местах гибридных систем, объединяющих ветряк, бензогенератор и, если позволяют средства, солнечные батареи.

Осветительная установка с гибридным питанием

Гибридные системы, состоящие из ветрогенератора с диаметром ветряного колеса около 1,5 м и солнечных батарей площадью 1-2 кв. м, можно использовать для питания светодиодных светильников. Это позволяет освещать сложные участки дороги и пешеходные переходы там, куда невыгодно или просто невозможно подвести электропитание. В условиях средней полосы России такая установка способна обеспечить бесперебойную круглогодичную работу светильника с потребляемой мощностью 20-30 Вт в темное время суток.

Перспективы развития

Основным направлением совершенствования малой ветроэнергетики является развитие ветрогенераторов с вертикальной осью. Постоянное совершенствование ветряков позволяет повысить их КПД, приблизив его к значению этого параметра для ветряков с горизонтальной осью.

Выпускаемая серийно гибридная установка светодиодного освещения
китайской компании TIMAR, оснащенная ветряком с вертикальной осью

Кроме этого, большие преимущества сулит использование для накопления энергии конденсаторов большой емкости вместо аккумуляторов. Это позволит повысить эффективность систем питания и снизить затраты на их обслуживание.

Алексей Васильевв

Основы ветроэнергетики

Что такое энергия ветра?

Энергия ветра (или энергия ветра) относится к процессу производства электричества с помощью ветра или воздушных потоков, которые естественным образом возникают в атмосфере Земли. Современные ветряные турбины используются для улавливания кинетической энергии ветра и выработки электроэнергии.

Существует три основных типа энергии ветра:

• Ветер коммунального масштаба: Ветровые турбины размером от 100 киловатт до нескольких мегаватт, где электроэнергия доставляется в энергосистему и распределяется конечному пользователю электрическими коммунальными предприятиями или операторами энергосистем.

• Распределенный или «малый» ветер: одиночные небольшие ветряные турбины мощностью менее 100 киловатт, которые используются для непосредственного электроснабжения дома, фермы или малого бизнеса и не подключены к сети.

• Морской ветер: ветряные турбины, которые устанавливаются в больших водоемах, обычно на континентальном шельфе. Морские ветряные турбины больше наземных и могут генерировать больше энергии.

Как работают ветряные турбины

Когда ветер проходит мимо ветряной турбины, ее лопасти улавливают кинетическую энергию ветра и вращаются, превращая ее в механическую энергию.Это вращение вращает внутренний вал, соединенный с коробкой передач, что увеличивает скорость вращения в 100 раз. Это вращает генератор, вырабатывающий электричество.

Обычно стоящие не менее 80 метров (262 футов) высотой, стальные трубчатые башни поддерживают ступицу с тремя прикрепленными лопастями и «гондолу», в которой находится вал, редуктор, генератор и органы управления. Собираются измерения ветра, которые заставляют турбину вращаться и сталкиваться с сильнейшим ветром, а угол или «шаг» ее лопастей оптимизируется для захвата энергии.

Типичная современная турбина начинает вырабатывать электричество, когда скорость ветра достигает шести-девяти миль в час (миль в час), известной как скорость включения. Турбины отключатся, если ветер дует слишком сильно (примерно 55 миль в час), чтобы предотвратить повреждение оборудования.

В течение года современные турбины могут вырабатывать полезное количество электроэнергии более 90 процентов времени. Например, если ветер на турбине достигает скорости включения от шести до девяти миль в час, турбина начнет вырабатывать электричество.По мере увеличения скорости ветра увеличивается и производство электроэнергии.

Другой распространенный показатель выработки энергии ветра называется коэффициентом мощности. Он измеряет количество электроэнергии, производимой ветряной турбиной за определенный период времени (обычно за год), относительно ее максимального потенциала.

Например, предположим, что максимальная теоретическая мощность двухмегаваттной ветряной турбины в год составляет 17 520 мегаватт-часов (дважды 8 760 часов, количество часов в году). Однако турбина может производить только 7 884 мегаватт-часа в течение года, потому что ветер не всегда дул достаточно сильно, чтобы произвести максимальное количество электроэнергии, которое турбина была способна производить.В этом случае коэффициент мощности турбины составляет 45 процентов (7 884 делить на 17 520). Помните — это не означает, что турбина вырабатывает электроэнергию только в 45% случаев. Современные ветряные электростанции часто имеют коэффициент мощности более 40 процентов, что близко к некоторым типам электростанций, использующих уголь или природный газ.

Ветряные мельницы против ветряных турбин

Иногда люди используют термины «ветряная мельница» и «ветряная турбина» как синонимы, но между ними есть важные различия. Люди веками использовали ветряные мельницы для измельчения зерна, перекачивания воды и выполнения других работ.Ветряные мельницы вырабатывают механическую энергию, но не производят электричество. Напротив, современные ветряные турбины — это высокоразвитые машины, состоящие из более чем 8000 деталей, которые используют кинетическую энергию ветра и преобразуют ее в электричество.

Что такое ветряная электростанция?

Часто большое количество ветряных турбин строится близко друг к другу, что называется ветроэнергетическим проектом или ветряной электростанцией. Ветряная электростанция работает как единая электростанция и отправляет электроэнергию в сеть.

Как энергия ветра доходит до вас

Турбины ветряной электростанции подключены, поэтому вырабатываемая ими электроэнергия может поступать от ветряной электростанции в электрическую сеть.Как только ветровая энергия будет подключена к основной энергосистеме, электроэнергетические компании или операторы будут отправлять электроэнергию туда, где она нужна людям.

Линии передачи меньшего размера, называемые распределительными линиями, собирают электроэнергию, произведенную на ветроэнергетическом проекте, и транспортируют ее к более крупным сетевым линиям передачи, по которым электроэнергия может перемещаться на большие расстояния в места, где она необходима. Наконец, более мелкие распределительные линии доставляют электроэнергию прямо в ваш город, дом или офис. Вы можете узнать больше о передаче здесь.

Дополнительные ресурсы

Нетрадиционные ветряные турбины

По состоянию на 2010 год наиболее распространенным типом ветряных турбин является трехлопастный горизонтально-осевой ветряк (HAWT). В данной статье рассматриваются различные типы ветряных турбин, которые отличаются от стандартного типа. Некоторые типы имели ограниченное коммерческое использование, в то время как другие были только продемонстрированы или представляют собой только теоретические концепции без практического применения.

Модифицированный горизонтальный

Два лезвия

Почти все современные ветряные турбины используют роторы с тремя лопастями, но некоторые используют только две лопасти.Этот тип использовался в GROWIAN, некоторых других прототипах и нескольких типах ветряных турбин, произведенных NedWind. В ветропарке Eemmeerdijk используются только двухлопастные турбины. Турбины с двумя лопастями производятся Nordic Windpower (модель N 1000) и GC China.

Канальный ротор

Все еще что-то вроде исследовательского проекта ^[1] , ротор в воздуховоде состоит из турбины внутри воздуховода, который расширяется наружу сзади. Их также называют ветряными турбинами с диффузором (т.е. DAWT). Основным преимуществом ротора с обтекателем является то, что он может работать в широком диапазоне ветров и генерировать более высокую мощность на единицу площади ротора. Еще одно преимущество состоит в том, что генератор работает с высокой скоростью вращения, поэтому ему не требуется громоздкая коробка передач, поэтому механическая часть может быть меньше и легче. Недостатком является то, что (не считая редуктора) он сложнее, чем ротор без дуги, а воздуховод обычно довольно тяжелый, что создает дополнительную нагрузку на башню. Éolienne Bollée — это пример DAWT.

Коаксиальный, многороторный

Два или более ротора могут быть установлены на одном приводном валу с их совместным совместным вращением, вращающим один и тот же генератор — свежий ветер доставляется к каждому ротору за счет достаточного расстояния между роторами в сочетании с углом смещения (альфа) от направления ветра. Завихренность следа восстанавливается, когда верхняя часть следа достигает низа следующего ротора. В ходе испытаний, проведенных изобретателем и исследователем Дугласом Сельсамом для Комиссии по энергетике Калифорнии в 2004 году, мощность была увеличена в несколько раз с использованием коаксиальных нескольких роторов.Первая коммерчески доступная коаксиальная многороторная турбина — это запатентованная двухроторная американская Twin Superturbine от Selsam Innovations в Калифорнии, с двумя пропеллерами, разделенными 12 футами. Это самая мощная турбина диаметром 7 футов (2,1 м) на рынке благодаря дополнительному ротору.

Противовращающаяся горизонтальная ось

Когда система выталкивает или ускоряет массу в одном направлении, ускоренная масса вызывает пропорциональную, но противоположную силу на эту систему. Ветряная турбина с одним ротором создает значительный тангенциальный или вращательный воздушный поток, создаваемый вращающимися лопастями.Энергия этого тангенциального воздушного потока тратится впустую в конструкции винта с одним ротором. Чтобы использовать эти напрасные усилия, размещение второго ротора позади первого использует возмущенный воздушный поток. Сбор энергии ветра с противоположным вращением с двумя роторами, расположенными один за другим, позволяет получить до 40% больше энергии от заданной рабочей площади по сравнению с одним ротором. В последнее время в США в этом направлении проделана большая работа. На основании работы, проделанной с Trimblemill, существует патентная заявка от 1992 года. ^[2] Другие преимущества противовращения включают отсутствие коробки передач, автоматическое центрирование по ветру — не требуются двигатели / механизмы рыскания. Возможность будет точка приостановлена, таким образом уменьшая структуру поддержки опрокидывания моментов, теоретическую возможность быть «сетка связана» без электроники, что дает возможность «массивы».

Турбины, вращающиеся в противоположных направлениях, могут использоваться для увеличения скорости вращения электрического генератора. По состоянию на 2005 год никаких больших практических HAWT встречного вращения не продается.Когда турбины встречного вращения находятся на одной стороне башни, передние лопасти немного наклонены вперед, чтобы избежать удара задних. Если лопасти турбины находятся на противоположных сторонах башни, лучше всего, чтобы лопасти сзади были меньше, чем лопасти спереди, и были настроены на срыв при более высокой скорости ветра. Это позволяет генератору работать в более широком диапазоне скорости ветра, чем однотурбинный генератор для данной башни. Чтобы уменьшить симпатические вибрации, две турбины должны вращаться со скоростями с несколькими общими кратными, например передаточным числом 7: 3.В целом, это более сложная конструкция, чем ветрогенератор с одной турбиной, но он использует больше энергии ветра в более широком диапазоне скоростей ветра.

Компания

Appa разработала и продемонстрировала ветряную турбину с противоположным ротором в 2000–2002 финансовом году, финансируемую Комиссией по энергетике Калифорнии. Это исследование показало, что потребляемая мощность на 30-40% больше, чем у сопоставимой однороторной системы. Кроме того, было замечено, что чем ниже скорость ротора, тем лучше производительность. Следовательно, больше всего выигрывают мегаваттные машины.Это также нейтрализует гироскопические силы. Произойдет повышение общей эффективности. Дополнительная информация здесь http://www.worldofrenewables.com/page.php?pageid=65 Следует изучить два файла в профиле Linked In Феррана Стобарта. Contrawind02.pdf и trimblenotes.pdf загружаются из файлов Box

Закручивающий хвост и закручивание ножей

Помимо лопастей с изменяемым шагом, в ветряных турбинах есть и другие усовершенствования, связанные с закручивающимися хвостами и скручивающимися лопастями. Подобно лопаткам с регулируемым шагом, они также могут значительно повысить эффективность турбины и использоваться в строительстве «своими руками». ^[3]

Телескопические ножи

Следующим шагом в усовершенствовании ветряных турбин может стать использование телескопических лопастей.Телескопические лопасти могут изменять длину лопастей, увеличивая или уменьшая рабочую площадь турбины. Телескопические лопасти делают турбину более производительной за счет увеличения диаметра ротора турбины в условиях слабого ветра. В условиях сильного ветра, когда турбина нуждается в снижении нагрузки, лопасти можно убрать, чтобы уменьшить размер ротора. ^{[ необходима ссылка ]}

Ветряная мельница

De Nolet — это ветряная турбина в Роттердаме, замаскированная под ветряную мельницу.

Модифицированная вертикальная ось

Аэрогенератор

Аэрогенератор — это особая конструкция ветряной турбины с вертикальной осью, которая может обеспечить больший выход энергии. ^[4]

Савониус

Ветряная турбина Savonius — еще одна ветряная турбина особой конструкции.

Дополненное

Турбина VAWT модели G оснащена тремя самопозиционирующимися крыльями , увеличивающими и направляющими, ( AADW ), размещенными как внешние секции классических лопастей Дарье.GMWT может почти в пять раз увеличить эффективность классических лезвий Дарье: ^[5] AADW подстраиваются под направление ветра без какой-либо внешней энергии. Полученная в результате комбинация (модель ветряной турбины «G») работает с очень низкой скоростью ветра при включении, имеет способность самозапуска, а также высокий коэффициент мощности. Подробная информация доступна по адресу: http://windturbine-performance.com/www/turkcegiris.htm ^[6]

Фуллер

Ветряная турбина «Фуллер» — это полностью закрытая ветряная турбина, в которой вместо лопастей используются пограничные слои. ^[7]

Представьте себе стопку компакт-дисков на центральном валу с небольшим воздушным зазором между ними. Поверхностное натяжение движущегося воздуха, проходящего через небольшие зазоры, создает трение, и использование этой энергии заставляет компакт-диски вращаться вокруг вала. У Fuller есть дополнительные лопасти, которые помогают направлять воздух для повышения производительности, поэтому он не совсем безлопастный, как предполагалось.

Антенна

Концепция воздушного ветрогенератора. Основная статья: Воздушный ветряк

Основная статья: Высотная ветроэнергетика

Было высказано предположение, что ветряные турбины могут управляться при сильном ветре, используя тактику энергии ветра на большой высоте, используя преимущества более устойчивых ветров на больших высотах.Система автоматически управляемых привязных воздушных змеев ^[8] также может использоваться для улавливания энергии от высокогорного ветра.

H-ротор

Это турбина с вертикальной осью, но она не пользуется популярностью из-за ее низкого КПД. Одно лезвие толкает ветер, а другое толкает в противоположном направлении. Следовательно, одновременно работает только одно лезвие ^[9]

Ветровой пояс

Изобретен Шоном Фрейном. Ремень вибрирует от проходящего потока воздуха.На одном конце ремня установлен магнит. ^[10]

Бесконтактный ионный ветрогенератор

О необычном способе создания напряжения с помощью аэрозоля ионизированной воды см. безлопаточный ионный ветрогенератор .

Пьезоэлектрический

Другой особый тип ветряных турбин — пьезоэлектрические ветряные турбины. Турбины с диаметром в 10 сантиметров работают за счет изгибания пьезоэлектрических кристаллов во время вращения, достаточного для питания небольших электронных устройств. ^[11]

Трафик

Несколько предложений призывают к выработке энергии из энергии, которая в противном случае была бы потрачена впустую в проекте, создаваемом дорожным движением. ^{[12] [13]}

Система питания наконечника лезвия (BTPS)

Разработан Имадом Махавили совместно с Honeywell / WindTronics. Эта конструкция использует множество нейлоновых лезвий и выворачивает генератор с постоянными магнитами наизнанку. Магниты находятся на концах лопастей, а статор — снаружи генератора. ^[14]

Солнечный дымоход

Ветровые турбины также могут использоваться вместе с солнечным коллектором для извлечения энергии из воздуха, нагретого Солнцем и поднимающегося через большую вертикальную солнечную башню с восходящим потоком.Ветровые турбины являются частью экспериментальных волновых генераторов, в которых воздух, вытесняемый волнами, приводит в движение турбины. ^[15]

Ветряные турбины на всеобщее обозрение

Киоск на базе ветряной турбины Lamma Winds Nordex N50 / 800kW на острове Ламма с дисплеями, показывающими текущую выходную мощность и накопленную выработанную энергию.

Основная статья: Ветряные турбины на всеобщее обозрение

Подавляющее большинство ветряных турбин по всему миру принадлежат частным лицам или корпорациям, которые используют их для выработки электроэнергии или выполнения механических работ.Таким образом, ветряные турбины в первую очередь предназначены для работы. Однако большие размеры и высота над окружающей средой современных промышленных ветряных турбин в сочетании с их движущимися роторами часто делают их одними из самых заметных объектов в своих областях. Некоторые населенные пункты воспользовались тем, что ветряные турбины привлекают внимание, разместив их на всеобщем обозрении либо с центрами посетителей вокруг их баз, либо с зонами обзора подальше. ^[16] Сами ветряные турбины, как правило, имеют обычную трехлопастную конструкцию с горизонтальной осью и вырабатывают энергию для питания электрических сетей, но они также выполняют нетрадиционные функции демонстрации технологий, связей с общественностью и образования.

Крышные ветряки

Ветрогенераторы могут быть установлены на крыше здания. Это не так часто, как можно предположить. Некоторые примеры включают Мартален Ланди-Сило в Швейцарии, Дом Совета 2 в Мельбурне, Австралия. Ridgeblade в Великобритании похож на вертикальную ветряную турбину, установленную на боку на вершине скатной крыши. Discovery Tower — это офисное здание в Хьюстоне, штат Техас, которое включает в себя 10 ветряных турбин в своей архитектуре.

Музей науки в Бостоне, штат Массачусетс, начал строительство лаборатории ветряных турбин на крыше в 2009 году. ^[17] Лаборатория протестирует девять ветряных турбин пяти разных производителей на крыше музея. Крышные ветряные турбины могут страдать от турбулентности, особенно в городах, что снижает выходную мощность и ускоряет износ турбин. ^[18] Лаборатория стремится решить общую проблему отсутствия данных о производительности городских ветряных турбин. ^[17]

Из-за конструктивных ограничений зданий, ограниченного пространства в городских районах и соображений безопасности, ветряные турбины, установленные на зданиях, обычно имеют небольшие размеры (с паспортной мощностью в малые киловатты), а не ветряные турбины мегаваттного класса, которые являются наиболее экономичными. для ветряных ферм.Частичное исключение составляет Всемирный торговый центр Бахрейна с тремя ветряными турбинами мощностью 225 кВт, установленными между двумя небоскребами.

См. Также

Список литературы

Проект ветряной турбины

| Учебники по альтернативной энергии

Конструкция ветряной турбины Статья Учебники по альтернативной энергии 19.06.2010 27.07.2020 Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Конструкция ветряной турбины для ветроэнергетики

В основе любой возобновляемой ветроэнергетической установки лежит ветряная турбина .Конструкции ветряных турбин обычно состоят из ротора, генератора постоянного тока (DC) или генератора переменного тока (AC), который установлен на опоре высоко над землей.

Так как же устроены ветряные турбины для выработки электроэнергии ?. Проще говоря, ветряная турбина — это полная противоположность домашнему или настольному вентилятору. Вентилятор использует электричество от сети для вращения и циркуляции воздуха, создавая ветер. С другой стороны, конструкции ветряных турбин используют силу ветра для выработки электроэнергии.Движение ветра вращает или вращает лопасти турбины, которая улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует эту энергию во вращательное движение через вал, чтобы приводить в действие генератор и производить электричество, как показано.

Типовая конструкция ветряного генератора

На изображении выше показаны основные компоненты, из которых состоит типичная конструкция ветряной турбины . Ветряная турбина извлекает кинетическую энергию из ветра, замедляя ветер и передавая эту энергию вращающемуся валу, поэтому очень важно иметь хорошую конструкцию.Доступная мощность ветра, доступная для уборки урожая, зависит как от скорости ветра, так и от площади, охватываемой вращающимися лопастями турбины. Таким образом, чем выше скорость ветра или чем больше размер лопастей ротора, тем больше энергии можно извлечь из ветра. Таким образом, мы можем сказать, что выработка энергии ветряной турбиной зависит от взаимодействия между лопастями ротора и ветром, и именно это взаимодействие важно для конструкции ветряной турбины .

Чтобы улучшить это взаимодействие и, следовательно, повысить эффективность, доступны два типа конструкции ветряных турбин.Общая горизонтальная ось и конструкция вертикальной оси. Конструкция ветряной турбины с горизонтальной осью улавливает больше ветра, поэтому выходная мощность выше, чем у ветровой турбины с вертикальной осью. Недостатком конструкции с горизонтальной осью является то, что мачта, необходимая для поддержки ветряной турбины, намного выше, а конструкция лопастей ротора должна быть намного лучше.

Типовая конструкция лопастей ветряных турбин

Турбина с вертикальной осью или VAWT проще в проектировании и обслуживании, но обеспечивает более низкую производительность, чем турбины с горизонтальной осью, из-за большого сопротивления простой конструкции лопастей ротора.Большинство ветряных турбин, вырабатывающих электроэнергию сегодня, коммерчески или внутри страны, являются машинами с горизонтальной осью, поэтому именно эти типы ветряных турбин конструкции мы рассмотрим в этом руководстве по ветряным турбинам.

• Ротор — это основная часть современной конструкции ветряной турбины, которая собирает энергию ветра и преобразует ее в механическую энергию в форме вращения. Ротор состоит из двух или более «лопастей» из ламинированного дерева, стекловолокна или металла и защитной ступицы, которая вращается (отсюда и название) вокруг центральной оси.

Так же, как крыло самолета, лопасти ветряных турбин создают подъемную силу из-за своей изогнутой формы. Лопасти ротора отбирают часть кинетической энергии из движущихся воздушных масс в соответствии с принципом подъемной силы со скоростью, определяемой скоростью ветра и формой лопастей. Конечный результат — подъемная сила, перпендикулярная направлению потока воздуха. Уловка состоит в том, чтобы сконструировать лопасть ротора так, чтобы она создавала нужную величину подъема и тяги лопасти ротора, обеспечивая оптимальное замедление воздуха и не более того.

К сожалению, лопасти ротора турбины не улавливают 100% всей мощности ветра, поскольку это означало бы, что воздух за лопатками турбины был бы полностью неподвижен и, следовательно, не позволял бы ветру проходить через лопасти. Теоретическая максимальная эффективность, которую лопасти ротора турбины могут извлекать из энергии ветра, составляет от 30 до 45% и зависит от следующих переменных лопаток ротора: Конструкция лопастей , Число лопастей , Длина лопастей , Лопасти Шаг / угол , Форма лезвия и Материалы и вес лезвия и многие другие.

• Конструкция лопастей — Конструкции лопастей ротора работают по принципу подъема или сопротивления для извлечения энергии из текущих воздушных масс. В конструкции подъемных лопастей используется тот же принцип, который позволяет самолетам, воздушным змеям и птицам летать, создавая подъемную силу, перпендикулярную направлению движения. Лопасть несущего винта по существу представляет собой аэродинамическое крыло или крыло, по форме напоминающее крыло самолета. Когда лезвие рассекает воздух, между верхней и нижней поверхностями лезвия создается перепад скорости ветра и давления.

Давление на нижней поверхности больше и, таким образом, «поднимает» лезвие вверх, поэтому мы хотим сделать эту силу как можно большей. Когда лопасти прикреплены к центральной оси вращения, как ротор ветряной турбины, эта подъемная сила преобразуется во вращательное движение.

Этой подъемной силе противодействует сила сопротивления, которая параллельна направлению движения и вызывает турбулентность вокруг задней кромки лопасти, когда она рассекает воздух. Эта турбулентность оказывает тормозящее действие на лопасть, поэтому мы хотим сделать эту силу сопротивления как можно меньшей.Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер.

Конструкции

Drag больше используются для вертикальных ветряных турбин с большими чашечными или изогнутыми лопастями. Ветер буквально выталкивает лопасти, прикрепленные к центральному валу. Преимущество лопастей ротора, спроектированных с помощью сопротивления, заключается в более низких скоростях вращения и высоком крутящем моменте, что делает их полезными для перекачки воды и мощности сельскохозяйственных машин. Ветряные турбины с подъемным приводом имеют гораздо более высокую скорость вращения, чем тормозные, и поэтому хорошо подходят для выработки электроэнергии.

• Число лопастей — количество лопастей ротора в конструкции ветряной турбины обычно определяется аэродинамической эффективностью и стоимостью. Идеальная ветряная турбина должна иметь много тонких лопастей ротора, но большинство генераторов ветряных турбин с горизонтальной осью имеют только одну, две или три лопасти ротора. Увеличение количества лопастей ротора выше трех дает лишь небольшое увеличение эффективности ротора, но увеличивает его стоимость, поэтому более трех лопастей обычно не требуется, но для домашнего использования доступны небольшие высокоскоростные многолопастные турбогенераторы.Как правило, чем меньше количество лезвий, тем меньше материала требуется во время производства, что снижает их общую стоимость и сложность.

Роторы с одной лопастью имеют противовес на противоположной стороне ротора, но страдают от высокого напряжения материала и вибрации из-за негладкого вращательного движения одной лопасти, которая должна двигаться быстрее, чтобы улавливать такое же количество энергии ветра. Также с роторами с одинарными или даже двойными лопастями большая часть доступного движения воздуха и, следовательно, энергии ветра проходит через непрозрачную площадь поперечного сечения турбины, не взаимодействуя с ротором, что снижает их эффективность.

С другой стороны, многолопастные роторы

имеют более плавное вращение и более низкий уровень шума. Более низкие скорости вращения и крутящий момент возможны при использовании многолопастной конструкции, что снижает напряжения в трансмиссии, что приводит к снижению затрат на редуктор и генератор. Однако конструкции ветряных турбин с множеством лопастей или очень широкими лопастями будут подвергаться очень большим нагрузкам при очень сильном ветре, поэтому в большинстве конструкций ветряных турбин используются три лопасти ротора.

• Нечетное или четное количество лопастей ротора? — Конструкция ветряной турбины с «ЧЕТНЫМ» количеством лопастей ротора, 2, 4 или 6 и т.д., может иметь проблемы со стабильностью при вращении.Это потому, что каждая лопасть ротора имеет точную и противоположную лопасть, которая расположена на 180 ^o в противоположном направлении. Поскольку ротор вращается, тот самый момент, самый верхний нож указывая вертикально вверх (положение 12 часов) нижнее наиболее лезвие указывая прямо вниз в передней части башни опоры турбины. Результат является то, что верхним лезвием изгибается в обратном направлении, потому что он получает максимальную силу от ветра, называемого «тяга нагрузкой», в то время как нижний нож проходит в аэродинамической свободную область непосредственно перед опорной башней.

Этот неравномерный изгиб лопастей ротора турбины (самый верхний изогнутый под действием ветра и самый нижний прямой) при каждом вертикальном выравнивании создает нежелательные силы на лопасти ротора и вал ротора, поскольку две лопасти изгибаются назад и вперед при вращении. Для небольшой турбины с жесткими алюминиевыми или стальными лопатками это может не быть проблемой, в отличие от более длинных пластиковых лопаток, армированных стекловолокном.

Конструкция ветряной турбины, которая имеет «ODD» количество лопастей ротора (по крайней мере, три лопасти), вращается более плавно, поскольку гироскопические силы и силы изгиба более равномерно уравновешены между лопастями, что увеличивает стабильность турбины.Наиболее распространенная конструкция ветряных турбин с нечетными лопастями — это трехлопастные турбины. Энергоэффективность трехлопастного ротора немного выше, чем у двухлопастного ротора аналогичного размера, и из-за дополнительной лопасти они могут вращаться медленнее, что снижает износ и шум.

Кроме того, чтобы избежать турбулентности и взаимодействия между соседними лопастями, расстояние между каждой лопастью многолопастной конструкции и ее скорость вращения должны быть достаточно большими, чтобы одна лопасть не сталкивалась с нарушенным, более слабым потоком воздуха, вызванным предыдущей лопастью. прохождение той же точки непосредственно перед ней.Из-за этого ограничения большинство ветряных турбин необычного типа имеют максимум три лопасти на роторе и обычно вращаются с меньшей скоростью.

Как правило, роторы трехлопастных турбин лучше вписываются в ландшафт, более эстетичны и более аэродинамически эффективны, чем конструкции с двумя лопастями, что способствует тому, что трехлопастные ветряные турбины более доминируют на рынке ветроэнергетики. Хотя некоторые производители выпускают двух- и шестилопастные турбины (для парусных лодок).Другие преимущества роторов с нечетными (трех) лопастями включают более плавную работу, меньший шум и меньшее количество столкновений с птицами, что компенсирует недостаток более высоких материальных затрат. Количество лезвий существенно не влияет на уровень шума.

• Длина лопастей ротора. Три фактора определяют, сколько кинетической энергии может быть извлечено из ветра ветряной турбиной: «плотность воздуха», «скорость ветра» и «площадь ротора». Плотность воздуха зависит от того, насколько вы находитесь над уровнем моря, а скорость ветра зависит от погоды.Тем не менее, мы можем контролировать площадь вращения, охватываемую лопастями ротора, увеличивая их длину, поскольку размер ротора определяет количество кинетической энергии, которую ветровая турбина способна улавливать от ветра.

Лопасти ротора вращаются вокруг центрального подшипника, образуя идеальный круг 360 ^o при его вращении, и, как мы знаем из школы, площадь круга задается как: π.r ² . Таким образом, по мере увеличения рабочей площади ротора площадь, которую он покрывает, также увеличивается пропорционально квадрату радиуса.Таким образом, удвоение длины лопастей турбины приводит к увеличению ее площади в четыре раза, что позволяет принимать в четыре раза больше энергии ветра. Однако это значительно увеличивает размер, вес и, в конечном итоге, стоимость конструкции ветряной турбины.

Одним из важных аспектов длины лопасти является частота вращения конца ротора, являющаяся результатом угловой скорости. Чем больше длина лопатки турбины, тем быстрее вращается наконечник при заданной скорости ветра. Аналогично, для данной длины лопасти ротора, чем выше скорость ветра, тем быстрее вращение.Так почему же у нас не может быть конструкция ветряной турбины с очень длинными лопастями ротора, работающая в ветреной среде, производящей много бесплатной электроэнергии от ветра. Ответ заключается в том, что наступает момент, когда длина лопастей ротора и скорость ветра фактически снижают выходную эффективность турбины. Вот почему многие более крупные ветряные турбины вращаются с гораздо меньшей скоростью.

КПД — это функция от того, насколько быстро вращается наконечник ротора при заданной скорости ветра, создавая постоянное отношение скорости ветра к наконечнику, называемое «отношением конечной скорости» (λ), которое представляет собой безразмерную единицу, используемую для максимизации КПД ротора.Другими словами, «отношение конечной скорости» (TSR) — это отношение скорости кончика вращающейся лопасти в об / мин к скорости ветра в милях в час, и хорошая конструкция ветряной турбины будет определять мощность ротора для любой комбинации скорость ветра и ротора. Чем больше это соотношение, тем быстрее вращается ротор ветряной турбины при данной скорости ветра. Скорость вала, на котором фиксируется ротор, также указывается в оборотах в минуту (об / мин) и зависит от конечной скорости и диаметра лопастей турбины.

Скорость вращения турбин определяется как: об / мин = скорость ветра x передаточное отношение конечной скорости x 60 / (диаметр x π).

Если ротор турбины вращается слишком медленно, он позволяет беспрепятственно проходить слишком большому количеству ветра и, таким образом, не извлекает столько энергии, сколько могло бы. С другой стороны, если лопасть ротора вращается слишком быстро, она кажется ветру как один большой плоский вращающийся круглый диск, который создает большое сопротивление и потери на конце ротора, замедляя ротор. Поэтому важно согласовать скорость вращения ротора турбины с конкретной скоростью ветра, чтобы получить оптимальный КПД.

Роторы турбин с меньшим числом лопастей достигают максимальной эффективности при более высоких передаточных числах, и, как правило, конструкции трехлопастных ветряных турбин для выработки электроэнергии имеют передаточное число оконечных скоростей между 6 и 8, но будут работать более плавно, поскольку они имеют три лопасти. С другой стороны, турбины, используемые для перекачивания воды, имеют меньшее передаточное число от 1,5 до 2, поскольку они специально разработаны для создания высокого крутящего момента на низких скоростях.

• Шаг / угол лопастей ротора — лопасти ротора ветряной турбины фиксированной конструкции, как правило, не прямые или плоские, как крылья самолета, а вместо этого имеют небольшой изгиб и сужение по длине от кончика до основания, чтобы обеспечить различные скорости вращения вдоль лезвие.Этот поворот позволяет лопасти поглощать энергию ветра, когда ветер идет на нее под разными тангенциальными углами, а не только прямо. Прямая или плоская лопасть ротора перестанет подавать подъем и может даже остановиться (сваливаться), если лопасть ротора ударится ветром под разными углами, называемыми «углом атаки», особенно если этот угол атаки слишком крутой.

Следовательно, чтобы лопасть ротора видела оптимальный угол атаки, увеличивая подъемную силу и эффективность, лопасти конструкции ветряной турбины обычно скручены по всей длине лопасти.Кроме того, этот поворот в конструкции ветряной турбины предотвращает слишком быстрое вращение лопастей ротора при высоких скоростях ветра.

Однако для очень крупномасштабных конструкций ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии, это скручивание лопастей может сделать их конструкцию очень сложной и дорогостоящей, поэтому используется другая форма аэродинамического контроля, чтобы поддерживать угол атаки лопастей, идеально согласованный с направление ветра.

Аэродинамической мощностью, производимой ветряной турбиной, можно управлять, регулируя угол наклона ветряной турбины в зависимости от угла атаки ветра, когда каждая лопасть вращается вокруг своей продольной оси.Тогда лопасти ротора с регулировкой шага могут быть более плоскими и прямыми, но, как правило, эти большие лопасти имеют похожий поворот в своей геометрии, но намного меньше, чтобы оптимизировать тангенциальную нагрузку на лопасть ротора.

Каждая лопасть ротора имеет механизм вращения, пассивный или динамический, встроенный в основание лопасти, обеспечивающий равномерное постепенное регулирование шага по всей длине (постоянное вращение). Требуемый угол наклона составляет всего несколько градусов, так как небольшие изменения угла наклона могут иметь драматическое влияние на выходную мощность, поскольку мы знаем из предыдущего урока, что энергия, содержащаяся в ветре, пропорциональна кубу скорости ветра.

Одним из основных преимуществ управления шагом лопастей ротора является увеличение окна скорости ветра. Положительный угол наклона создает большой пусковой крутящий момент, поскольку ротор начинает вращаться, снижая скорость ветра при включении. Аналогичным образом, при высоких скоростях ветра, когда достигается предел максимальной скорости роторов, можно регулировать шаг, чтобы обороты роторов не превысили его предел за счет снижения их эффективности и угла атаки.

Регулировка мощности ветряной турбины может быть достигнута с помощью управления шагом на лопастях ротора, чтобы уменьшить или увеличить подъемную силу на лопастях путем управления углом атаки.Лопасти меньшего размера достигают этого за счет небольшого поворота в их конструкции. В более крупных коммерческих ветряных турбинах используется либо пассивное управление шагом, с помощью центробежных пружин и рычагов (аналогично роторам вертолетов), либо активное с использованием небольших электродвигателей, встроенных в ступицу лопастей, чтобы повернуть его на необходимые несколько градусов. Основные недостатки регулировки высоты тона — надежность и стоимость.

• Конструкция лопастей — кинетическая энергия, извлекаемая из ветра, зависит от геометрии лопастей ротора, поэтому важно определить аэродинамически оптимальную форму и конструкцию лопастей.Но так же, как и аэродинамический дизайн лопасти несущего винта, не менее важна и конструкция. Конструктивная конструкция лезвия состоит из выбора материала и прочности, поскольку лезвия изгибаются и изгибаются под действием энергии ветра во время вращения.

Очевидно, что идеальный конструкционный материал для лопасти ротора сочетает в себе необходимые структурные свойства, такие как высокое отношение прочности к массе, высокую усталостную долговечность, жесткость, собственную частоту вибрации и устойчивость к усталости, а также низкую стоимость и способность легко превращаться в желаемую форму крыла.

Роторные лопасти небольших турбин, используемых в жилых домах, мощностью от 100 Вт и выше, как правило, изготавливаются из массивной резной древесины, деревянных ламинатов или композитных материалов из шпона, а также из алюминия или стали. Деревянные лопасти ротора прочные, легкие, дешевые, гибкие и популярны в большинстве конструкций ветряных турбин, изготовленных своими руками, поскольку их легко изготовить. Однако низкая прочность деревянных ламинатов по сравнению с другими древесными материалами делает их непригодными для лезвий с тонкой конструкцией, работающих на высоких скоростях острия.

Лезвия из алюминия

также легкие, прочные и удобные в работе, но они более дорогие, легко сгибаются и подвержены усталости металла. Точно так же в стальных лопастях используется самый дешевый материал, и их можно формировать и формировать в изогнутые панели в соответствии с требуемым профилем крыла. Однако в стальные панели гораздо сложнее ввести скрутку, и вместе с плохими усталостными свойствами, то есть ржавчиной, сталь используется редко.

Лопасти ротора, используемые для очень большой горизонтальной оси ветряной турбины. Конструкция изготовлена ​​из армированных пластиковых композитов с наиболее распространенными композитами, состоящими из стекловолокна / полиэфирной смолы, стекловолокна / эпоксидной смолы, стекловолокна / полиэстера и композитов из углеродного волокна.Композиты из стекловолокна и углеродного волокна имеют значительно более высокое отношение прочности на сжатие к массе по сравнению с другими материалами. Кроме того, стекловолокно является легким, прочным, недорогим, обладает хорошими усталостными характеристиками и может использоваться в различных производственных процессах.

Размер, тип и конструкция ветряной турбины, которая может вам понадобиться, зависит от вашего конкретного применения и требований к мощности. Конструкции малых ветряных турбин варьируются в размерах от 20 Вт до 50 киловатт (кВт) с меньшими или «микро» (от 20 до 500 Вт) турбинами, которые могут использоваться в жилых помещениях для различных применений, таких как производство электроэнергии для зарядки аккумуляторов и питания. огни.

Энергия ветра является одним из наиболее быстрорастущих источников возобновляемой энергии в мире, поскольку это чистый, широко распространенный энергоресурс, который имеется в изобилии, имеет нулевую стоимость топлива и технологию производства электроэнергии без выбросов. Большинство современных ветряных генераторов, доступных сегодня, предназначены для установки и использования в бытовых установках.

В результате они стали меньше и легче, что позволяет быстро и легко монтировать их непосредственно на крыше, на короткой опоре или башне.Установка более нового турбогенератора как части вашей домашней ветроэнергетической системы позволит вам снизить большую часть более высоких затрат на обслуживание и установку более высокой и более дорогой турбинной башни, как это было раньше в прошлом.

В следующем руководстве по Wind Energy мы рассмотрим работу и конструкцию генераторов ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии в составе домашней ветряной системы.

Ветряная турбина | технология | Британника

Ветряная турбина , устройство, используемое для преобразования кинетической энергии ветра в электричество.

ветряная турбина

Компоненты ветряной турбины.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Ветряные турбины бывают нескольких размеров, с небольшими моделями, используемыми для обеспечения электроэнергией сельских домов или коттеджей, и моделями в масштабе общины, используемыми для обеспечения электричеством небольшого количества домов в пределах сообщества. В промышленных масштабах многие большие турбины собираются в ветряные электростанции, расположенные в сельской местности или на море. Термин ветряная мельница , который обычно относится к преобразованию энергии ветра в энергию для измельчения или перекачки, иногда используется для описания ветряной турбины.Однако термин ветряная турбина широко используется в основных ссылках на возобновляемые источники энергии ( см. Также ветровая энергия).

Типы

Существует два основных типа ветряных турбин, используемых при реализации ветроэнергетических систем: ветровые турбины с горизонтальной осью (HAWT) и ветровые турбины с вертикальной осью (VAWT). HAWT являются наиболее часто используемым типом, и каждая турбина имеет две или три лопатки или диск, содержащий множество лопаток (многолопастный тип), прикрепленных к каждой турбине.VAWT способны справляться с ветром, дующим с любого направления, и обычно изготавливаются с лопастями, которые вращаются вокруг вертикального столба.

HAWT характеризуются как устройства с высокой или низкой прочностью, в которых под прочностью понимается процентная доля рабочей площади, содержащей твердый материал. Высокопрочные HAWT включают многолопастные типы, которые покрывают всю площадь, охватываемую лопастями, твердым материалом, чтобы максимально увеличить общее количество ветра, соприкасающегося с лопастями. Примером высокопрочного HAWT является многолопастная турбина, используемая для перекачивания воды на фермах, часто встречающаяся в ландшафтах американского Запада.В низкопрочных HAWT чаще всего используются две или три длинные лопасти и они напоминают воздушные винты по внешнему виду. HAWT с низкой прочностью имеют низкую долю материала в рабочей области, что компенсируется более высокой скоростью вращения, используемой для заполнения рабочей области. HAWT с низкой прочностью являются наиболее часто используемыми коммерческими ветряными турбинами, а также типом, наиболее часто представленным в СМИ. Эти HAWT обеспечивают максимальную эффективность при производстве электроэнергии и, следовательно, являются одними из самых экономичных используемых конструкций.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Менее используемые, в основном экспериментальные VAWT включают конструкции, которые различаются по форме и способу использования энергии ветра. VAWT Дарье, в котором используются изогнутые лезвия с изогнутой аркой, стал наиболее распространенным VAWT в начале 21 века. VAWT H-типа используют два прямых лезвия, прикрепленных к каждой стороне башни в H-образной форме, а VAWT V-типа используют прямые лезвия, прикрепленные под углом к ​​валу, образуя V-образную форму.Большинство VAWT экономически неконкурентоспособны с HAWT, но сохраняется интерес к исследованиям и разработкам VAWT, особенно для построения интегрированных ветроэнергетических систем.

Оценка выработки электроэнергии

Согласно закону Беца, максимальное количество энергии, которое может генерировать ветровая турбина, не может превышать 59 процентов кинетической энергии ветра. Учитывая это ограничение, ожидаемая мощность, вырабатываемая конкретной ветряной турбиной, оценивается по кривой мощности скорости ветра, полученной для каждой турбины, обычно представленной в виде графика, показывающего соотношение между генерируемой мощностью (киловатты) и скоростью ветра (метры в секунду).Кривая мощности скорости ветра изменяется в зависимости от переменных, уникальных для каждой турбины, таких как количество лопастей, форма лопастей, рабочая площадь ротора и скорость вращения. Чтобы определить, сколько энергии ветра будет генерироваться конкретной турбиной в конкретном месте расположения, кривую мощности ветра турбины необходимо связать с частотным распределением скорости ветра для этого участка. Распределение частоты скорости ветра представляет собой гистограмму, представляющую классы скорости ветра и ожидаемую периодичность часов в году для каждого класса скорости ветра.Данные для этих гистограмм обычно предоставляются измерениями скорости ветра, собранными на месте и используемыми для расчета количества часов, наблюдаемых для каждого класса скорости ветра.

Приблизительную оценку годовой выработки электроэнергии в киловатт-часах в год на площадке можно рассчитать по формуле, умножающей среднегодовую скорость ветра, площадь охвата турбины, количество турбин и коэффициент, оценивающий производительность турбины на площадке. Однако дополнительные факторы могут снизить годовые оценки производства энергии в различной степени, включая потерю энергии из-за расстояния передачи, а также доступность (то есть, насколько надежно турбина будет вырабатывать энергию при дующем ветре).К началу 21 века большинство коммерческих ветряных турбин работали с готовностью более 90 процентов, а некоторые даже работали с уровнем готовности 98 процентов.

10 лучших ветряных турбин для дома и быта 2020

Мы живем не в эпоху пещер. То есть все работает на электричестве; а в связи с постоянным ростом цен на электроэнергию счета растут.

Это настоящий кошмар, особенно для тех, у кого ограниченный бюджет.

Кроме того, это подливает масла в огонь ухудшающегося явления глобального потепления. Для всех этих проблем есть очень простое решение, состоящее из двух слов: «Ветряная турбина».

Покупка ветряной турбины для дома может нанести удар по вашему карману, но что еще хуже, так это покупка такой, которая даже не стоит ваших денег. Поэтому лучше один раз поплакать, чем тратить сотни долларов раз в два месяца.

Лучшая ветряная турбина для дома и жилого использования 2021 Отзывы

У технологических достижений есть свои плюсы и минусы.С одной стороны, у вас есть много продуктов, каждый из которых лучше, чем предыдущий, но с другой стороны, вы не можете быть уверены, действительно ли продукт будет соответствовать заявленным требованиям. Вот список из десяти лучших ветряных турбин, которые наверняка не заставят вас пожалеть о покупке.

Верхняя ветряная турбина для дома и быта Сравнительная таблица

1) YiiYYaa 5 Blades DC24V — Лучшая горизонтальная ветряная турбина:

И последнее, но не менее важное, ветряная турбина YiiYYaa.В этой модели применено очень передовое оборудование. У нее запуск с низкой скоростью ветра, если вы живете в районе с медленным ветром, не волнуйтесь, эта модель вам подойдет. Он имеет высокое использование энергии ветра.

Эта модель не издает шума, что является идеальным качеством, так как шумные продукты могут вызывать раздражение. Это делает только низкую вибрацию.

Если вы впервые используете ветряную турбину, то она идеально подходит для вас, так как она очень удобна для новичков и проста в установке и обслуживании.

Поставляется с 5 лопастями, армированными стекловолокном, что, наряду с оптимизированной структурой и аэродинамической формой, увеличивает коэффициент мощности ветра и генерирующую мощность. Использование запатентованного генератора с постоянными магнитами и специального статора эффективно снижает сопротивление крутящему моменту и гарантирует стабильность.

В коплект входит:

• 1 Ветрогенератор
• 5 лопастей ротора
• 1 Контроллер заряда
• 1 Руководство пользователя
• 1 Сумка для монтажных принадлежностей

Технические характеристики:

• Номинальное напряжение: 24 В
• Мощность: 800 Вт
• Вес: 14 фунтов
• Диаметр колеса: 1.3 мес.
• Номинальная скорость ветра: 13 м / с
• Скорость ветра для выживания: 50 м / с
• Материал лезвия: нейлоновое волокно
• Рабочая температура: -40 ℃ -80 ℃

Плюсы

• Запуск при низкой скорости ветра
• Доступный

Минусы

• Большой размер, требуется место

2) Windmax HY400 500 Вт:

Возможность получения зеленой энергии и отключения от сети с помощью солнечной энергии приобрела в последние годы множество поклонников, но Windmax HY400 500 Watt призван показать пользователям, что с ветровой энергией может быть так же просто.

Хотя Windmax HY 400 не поразит вас уровнем мастерства, это определенно хорошая стартовая модель. Он имеет пятилопастную конструкцию с максимальной выходной мощностью 500 Вт при 12 вольт. Вы можете получить до 18 ампер при скорости ветра 6 метров в секунду. Неплохо для турбины начального уровня. Это помогает производить электричество более простым способом.

Турбина оснащена электромагнитными тормозами, поэтому она может автоматически останавливаться при высоких скоростях ветра, и она сделана из термопластических материалов, которые должны обеспечивать ее безопасное вращение, не опасаясь растрескивания или поломки.Электромагнитное торможение используется в сочетании с аэродинамическим торможением для снижения скорости вращения генератора в условиях сильного ветра. Этот продукт предназначен для использования в небольших масштабах из-за размера турбины.

У этого продукта есть некоторые явные ограничения, как с точки зрения пакета, так и с точки зрения предлагаемой производительности, и это говорит о том, что эту турбину лучше всего использовать в качестве отправной точки или в качестве резервной системы.

В коплект входит:

• 1 шт. Генератор
• 5 шт. Лезвий
• 1 контроллер

Технические характеристики:

• Вес: 58 фунтов
• Мощность: 500 Вт
• Пусковая скорость: 5 миль / ч
• Максимальная скорость ветра: 60 ​​миль / ч

Плюсы

• Маленький
• Легкие
• Хорошо для новичков

Минусы

• Без столба
• Недостаточно прочен для суровых погодных условий
• Не для длительного использования

3) Tumo-Int 1000W — Лучшая ветряная турбина с 3 лопастями:

У этой модели такой гладкий и блестящий внешний вид.Эта ветряная турбина имеет 3 лопасти с истинно симметричной и скрученной аэродинамической конструкцией, которая обеспечивает максимальную мощность ротора от энергии ветра и работает с удивительно низким уровнем шума и небольшой вибрации, что, на мой взгляд, является лучшей особенностью, потому что не имеет значения, насколько хорош турбина и панели есть, если будут шумно.

Оптимизированная конструкция аэродинамического контура и конструкции позволяет генератору запускаться при низкой скорости ветра и улучшать использование энергии ветра, что позволяет увеличить годовую выработку электроэнергии.

Использует механическую и электромагнитную конструкцию с двойным контролем скорости, повышает безопасность и надежность в работе.

Корпус прочный и плотный. Он изготовлен из литого под давлением алюминиевого сплава, с двойной опорой, устойчивостью к тайфунам, безопасной и надежной работой. При правильном применении ветряная турбина может использоваться без технического обслуживания в течение 15 лет. Имеет автоматическую регулировку направления наветренной части. Работая с контроллером, он может постоянно контролировать данные во время работы и вовремя подавать аварийный сигнал.Содержимое сигналов тревоги сохраняется автоматически для использования в будущем.

Элементы мониторинга полны и отображаются графически.

Программное обеспечение полностью функционально, отображает данные о ветре или солнечной батарее, сохраняет рабочие данные, изменяет параметры и контролирует состояние ветряной турбины.

В коплект входит:

• Комплект ветрогенератора Tumo Int 11000 Вт
• 1 Гибридный ветро-солнечный контроллер заряда мощностью 1000 Вт
• 6 образцов кабеля
• 1 инструкция по эксплуатации

Технические характеристики:

• Температура: -40 ° C ~ 80 ° C
• Номинальная мощность: 1000 Вт
• Мощность: 1050 Вт
• Напряжение с MPPT: 24 В
• Количество лопастей: 3
• Пусковая скорость ветра: 5 м / с
• Номинальная скорость ветра: 5 м / с
• Скорость ветра для выживания: 40 м / с

Плюсы

• Бесплатное обслуживание
• Малая вибрация и бесшумность
• Малый размер
• Удобный дизайн
• Многоязычная версия

Минусы

• Без опоры

4) Ветряная мельница Automaxx 1500 Вт 24 В 60 А Ветряная турбина:

Название automaxx говорит само за себя.Он имеет встроенную автоматическую тормозную систему для защиты от внезапного и сильного ветра. Если вы впервые используете ветряную турбину, не волнуйтесь, у нее очень простые способы самостоятельной установки со всеми предоставленными материалами. Его можно использовать совместно с солнечными батареями. Система отслеживания точки максимальной мощности, встроенная в ветрогенератор.

Ветряная турбина мощностью 1500 Вт долговечна, не требует особого обслуживания и является одной из самых мощных ветряных турбин, весит всего 33 фунта. Покрыт специальным спреем, устойчивым к атмосферным воздействиям, для защиты ветряной турбины от таких элементов, как дождь.Это полностью автономное автономное устройство, которое будет непрерывно вырабатывать 100% экологически чистую возобновляемую энергию без вашего присутствия или рядом с ним. Сократите все эти счета за электроэнергию, потому что вы будете производить собственное экологически чистое электричество.

Изготовлен из высококачественного полипропилена и стекловолокна с атмосферостойким уплотнением. Он предлагает защиту от внезапных скачков напряжения, порывов ветра, высокой скорости ветра со встроенной системой автоматического торможения.

В коплект входит:

• 1 шт. Генератор
• 3 шт. Лезвия
• 1 шт. Контроллер заряда
• 1 шт. Полюс

Технические характеристики:

• Номинальная мощность: 1500 Вт
• Номинальная скорость: 31 миль / ч
• Система напряжения: 24 В
• Скорость ветра при включении: 6 миль / ч
• Рекомендуемая емкость аккумулятора: 200 А или больше
• Диаметр ротора: 6 футов
• Вес: 33 фунта

Плюсы

• Для начинающих
• Система автоматического торможения
• Простота эксплуатации
• Погодоустойчивый

Минусы

5) Primus Wind Power 1-AR40-10-12 Air 40 Wind Turbine:

По названию это звучит как большой крутой гаджет.Ну, он не совсем большой, но это действительно классная машина. Ветрогенератор AIR 40 12VDC от Primus Wind Power — лучший выбор возобновляемых источников энергии для наземных применений. Он специально разработан для автономных домов, коттеджей, насосных станций, освещения, телекоммуникаций и везде, где требуется электричество и ветер. AIR 40 — идеальная ветряная турбина для гибридных систем, использующих солнечную энергию. Его также можно использовать вместе с солнечной системой для зарядки аккумулятора. Он не предназначен для морского применения.Он разработан для работы в условиях среднего и сильного ветра.

Тот факт, что он маленький и легкий по сравнению с другими ветряными турбинами, не означает, что он не будет работать, он может выдерживать суровые погодные условия. Корпус изготовлен из литого алюминия в неразъемной форме, а три лопасти изготовлены из композитного материала, формованного углеродом.

Он эффективно работает в широком диапазоне скоростей ветра, обеспечивая электроэнергией для связи, перекачивания воды, освещения, автономных домов или других приложений для зарядки аккумуляторов с низким энергопотреблением.

Он оснащен передовой микропроцессорной технологией для превосходной производительности и высокой защиты от ветра без механического торможения.

При большинстве скоростей ветра лопасти были разработаны для обеспечения более плавной работы, надежной подачи энергии и эффективного захвата энергии. Легкая конструкция проста и удобна в установке; встроенный контроллер для работы в режиме plug-and-play. Пара с солнечными фотоэлектрическими батареями для круглогодичного избыточного производства энергии. Он производит 40 кВтч энергии в месяц, генерируя энергию в широком диапазоне скоростей ветра.

В коплект входит:

• 1 шт. Генератор
• Лезвия, изготовленные методом литья под давлением, 3 штуки
• 1 шт. Встроенный контроллер

Технические характеристики:

• Энергия 40 кВтч
• Масса 13 фунтов
• Напряжение 12, 24 и 48 В постоянного тока
• Survival Wind Speed ​​110 миль / ч
• Рабочий диапазон скорости ветра 7-49 миль / ч
• Оптимальный диапазон скорости ветра 10-49 миль / ч

Плюсы

• Легкая конструкция
• Простота установки
• Дополняет зарядку аккумулятора
• Более тихие лезвия
• Доступный

Минусы

• Полюс не входит в комплект
• Солнечные батареи не включены

6) Ветряк-генератор Happybuy 400 Вт: Лучший Лучшие оценки

Похоже, покупатель купил его и остался доволен функцией, названной этим продуктом.Ветряк полностью изготовлен из высококачественного алюминия и нержавеющей стали. Он не только легкий, небольшой по размеру, но и компактный по форме.

Материал лезвия изготовлен из высокопрочного пластика с 30% углеродного волокна и анти-УФ, антикоррозионного материала, который одновременно красив и прочен. Он имеет автоматический тормозной механизм, предназначенный для защиты от резкого и сильного ветра.

Вы можете установить ветряную турбину в кратчайшие сроки с помощью инструкций по установке своими руками и со всеми необходимыми материалами, которые идут вместе с ней.Ветряная турбина мощностью 400 Вт долговечна, не требует особого обслуживания, ветряная турбина невероятно проста в настройке, очень тихая и высокоэффективная.

В генераторе используется роторный генератор переменного тока с постоянными магнитами и специальной конструкцией статора, благодаря чему ротор и генератор имеют более благоприятные характеристики согласования, надежность работы агрегата. Уникальная конструкция магнитной цепи делает пусковой крутящий момент очень маленьким, что может эффективно гарантировать легкую пусковую способность ветряной турбины.

Даже во время шторма движение воздуха в этой ветряной турбине может обеспечить надежную мощность.Ветряная турбина имеет полную автономную систему электропитания, которая безопасно работает в широком диапазоне суровых климатических условий.

Это наиболее универсальный вариант для дома, бизнеса и промышленных источников энергии. Это идеальная система электроснабжения для разбросанных домов, столбов, метеостанций, базовых станций связи, автомагистралей, живописных мест и других мест. Хорошо подходит для отдыха, он славится зарядкой аккумуляторов на лодках, беседках или шале.

В коплект входит:

• 1 шт. Трехфазный генератор
• 5 шт. Лезвий
• 1 полюс
• 1 шт. Контроллер

Технические характеристики:

• Мощность: 410 Вт.
• Напряжение: 12 В.
• Номинальная скорость: 800 об / мин
• Высота башни: 15 ‘- 33’
• Размеры продукта 25 x 24 x 9 дюймов
• Масса 8 фунтов

Плюсы

• Легкий
• Маленький
• Наличие автоматической тормозной системы
• Выдерживает суровые погодные условия
• Доступный

Минусы

• Контроллер заряда не работает

7) Ветрогенератор Ista Breeze Set:

Этот новый продукт Ista Breeze обеспечивает питание автоматически и с помощью интеллектуального гибридного зарядного устройства в тяжелых условиях.Это ветряная турбина, которую можно использовать долгое время. Размеры компонентов турбины могут быть изменены в соответствии с потребностями.

Распределение тепла через алюминиевый корпус обеспечивает низкую тепловую нагрузку, что обеспечивает длительный срок службы даже при высоких температурах окружающей среды. Вал генератора изготовлен из нержавеющей стали. Работает с двумя капсулами и смазанным роликовым подшипником. На переднем подшипнике специальный герметичный диск без трения предотвращает попадание влаги и пыли. Не требующее обслуживания скользящее касание гарантирует хороший ток и, следовательно, отсутствие перекручивания кабеля в мачте.

Ista Breeze Wind Turbine, который может использоваться при слабом, среднем и сильном ветре, но этот генератор разработан специально для районов с сильным ветром. Лезвия и корпус изготовлены из прочного и исключительно легкого пластика с усилением стекловолокна.

Если нет электросети или есть проблемы с электросетью, то это идеальные продукты, особенно для внесетевых систем.

Если вы являетесь владельцем дома в районе, где часто дует ветер со скоростью более 20 миль в час, тогда это недорогой продукт хорошего качества для начала сбора энергии.

В коплект входит:

• 1 шт. Трехфазный генератор
• 1 Гибридный контроллер заряда
• 3 шт. Лезвия

Технические характеристики:

• Размеры упаковки 8 x 16,1 x 8,3 дюйма
• Мощность: 420 Вт
• Напряжение: 12В-24В
• Вес: 14 фунтов

Плюсы

• Доступный
• Легкие
• Электрический тормоз

Минусы

• Мачта в комплект не входит
• Не развивает силу тока, пока не разгонится до 17 миль в час

8) YaeTek 400 Вт ветрогенератор:

Это симпатичная ветряная турбина действительно небольшого размера, но, опять же, то, что она мала, не означает, что она не будет выполнять свою работу так же хорошо, как другие.Поскольку он имеет небольшие размеры, его очень легко устанавливать и обслуживать. Он обладает высокой степенью использования энергии ветра и не производит большого шума, только низкий уровень вибрации. Лопасти ротора изготовлены из очень прочного термопласта. На конце лезвия могут двигаться со скоростью более 15 м / с.

У них огромный зарядный ток даже при небольшой скорости ветра. Это идеальный ветрогенератор для зеленых ветряных мельниц, домов, предприятий и промышленных источников энергии! Он легкий, поэтому для его запуска не нужна буря, у него очень низкая скорость запуска.

В случае экстремальных погодных условий вам необходимо будет активировать тормоз вручную. Ветряная турбина YaeTek 400 Вт разработана для работы в течение длительного времени без какого-либо обслуживания. Модель оснащена сложной электроникой, призванной обеспечить защиту от поражения электрическим током

Ваша турбина будет остановлена, чтобы снизить риск повреждения из-за перезарядки и чрезмерного вращения лопастей ротора. Этот процесс торможения обрабатывается внутри электроники турбины.Он предназначен для работы в большинстве климатических условий.

В коплект входит:

• 1 ветровая турбина
• 1 x ветровой контроллер
• 3 лезвия
• 1 носовой конус
• 1 x Руководство

Технические характеристики:

• Мощность:
• Напряжение: 27-54В.
• Пусковая скорость ветра: 2 м / с.
• Высота башни: 5-10 м.
• Емкость аккумулятора: 200AH-400AH.
• Вес: 17 фунтов

Плюсы

• Легковесные
• Простота установки
• Доступный

Минусы

9) Ветряк 11 Blade Missouri General Freedom II:

Из всех рассмотренных нами ветряных турбин у этой самый великолепный изящный дизайн, способный вызвать слюни у любого технически подкованного человека.Если внешнего вида недостаточно, чтобы заставить человека пускать слюни, то позвольте мне сказать вам, что этот мальчик — одна из самых мощных моделей усилителей с выходной мощностью до 2000 Вт.

Эта турбина с низкой скоростью ветра идеальна для домашнего, удаленного или коммерческого использования.

Несложная и эффективная турбина использует систему длительного натяжения проволоки. Единственный шнур передачи энергии никогда не скручивается, потому что ветер никогда не раскручивает турбину в одном направлении сотни раз. Обычно ветер дует только с двух сторон.

Металлические детали полностью оцинкованы горячим способом, ступица оцинкована, не ржавеет. Вы знаете, как нужно красить турбины через несколько месяцев, но не этот мальчик. Не требует окрашивания или специального покрытия в течение 50 лет при нормальных условиях

Он имеет лезвия из углеродного волокна raptor, выдерживающие 125 миль в час, которые гарантированно прослужат всю жизнь и не сломаются при нормальном использовании. Он имеет ротор с 28 магнитами внутри и скошенный сердечник статора для облегчения поворота и поставляется с 2 выпрямителями.

Прочное двухрычажное хвостовое оперение, высота оперения 29 дюймов для максимальной управляемости.

В коплект входит:

• Поставляется с 11 лезвиями из нейлонового углеродного волокна.
• Лезвия Genuine raptor 4-го поколения с аэродинамической конической формой для максимальной производительности.
• Стальная ступица лопасти толщиной 1/4 дюйма и диаметром 9 дюймов
• 125 000 часов + номинального срока службы подшипников.
• Количество лопастей: 11

Технические характеристики:

• Вес: 59 фунтов
• Мощность: 2000 Вт
• Вольт: 12-24 Вольт

Плюсы

• Сильные лезвия
• Доступный
• Элегантный дизайн

Минусы

10) ЭКОЛОГИЧНО 600 Вт Ветер Солнечная энергия:

Всем, кто ищет экологически чистые продукты, название, должно быть, привлекло ваше внимание.Как видно из названия, эта модель очень экологична.

Он оснащен высококачественными запатентованными лопастями с эффективным аэродинамическим дизайном, обеспечивающим плавную, надежную и бесшумную работу ротора.

Он имеет интенсивное использование ветра, что увеличит годовое производство энергии. Полностью интегрированный регулятор, который автоматически отключается, когда батареи полностью заряжены, предотвращая перезарядку.

Контроллер имеет функции защиты от перегрузки и короткого замыкания.Контроллер имеет пять соединений; зеленая линия для ветряной турбины, красный — положительный для всех подключений, синий — отрицательный для солнечной панели, черный — отрицательный для батареи, желтый — отрицательный для нагрузки.

Панели

размещаются снаружи, где они должны выдерживать любые погодные условия, которые приводят к повреждению панелей, но не с этим мальчиком, он оснащен коррозионно-стойкой алюминиевой рамой для длительного использования на открытом воздухе, что позволяет панелям служить десятилетиями. хорошо выдерживают сильный ветер и снеговые нагрузки.

Он оснащен гибридной системой ветра и солнечной энергии, чтобы удовлетворить ваши требования к источнику питания в различных погодных условиях. Он идеально подходит для сектора отдыха, идеально подходит для зарядки аккумуляторов для лодок, беседок, кают или мобильных домов, зеленых ветряных мельниц, домашних, корпоративных и промышленных источников энергии.

В коплект входит:

• 1 шт. Ветрогенератор
• 2 штуки Солнечная панель
• 1 шт. Гибридный контроллер
• 1 штука 9.45-дюймовый кабель с разъемами MC4

Технические характеристики:

• Напряжение: 12-24В
• Номинальная скорость ветра: 5 миль / ч
• Максимальная скорость ветра: 3 мили в час
• Емкость аккумулятора: 200 — 400 Ач
• Диаметр башни: 80 мм
• Высота башни: 15 — 32 фута
• Вес нетто: 17 фунтов

Плюсы

• Экологичный
• Выдерживает суровые погодные условия
• Простота использования
• Поставляется с солнечными батареями
• Башня включена

Минусы

• Руководство требует более четких инструкций

Руководство покупателя по лучшей ветряной турбине для дома и жилого использования 2021

Для каждой ветряной турбины предлагается отдельный пакет.Некоторые из них очень легкие, некоторые могут выдерживать сложные погодные условия, некоторые просты в установке. Прежде чем совершить покупку, первое, что вам нужно понять, это то, какие качества вы ищете.

Справочник покупателя поможет вам сузить список качеств, которые вы ищете. После того, как вы сузили список, становится довольно легко составить краткий список нескольких продуктов, а затем выбрать тот, который больше соответствует вашим требованиям.

Мы составили руководство для покупателя, которое поможет вам узнать, какие ключевые моменты следует учитывать при покупке ветряной турбины.

1. Какой размер мне нужен?

Размер необходимой ветряной турбины зависит от области применения. Малые турбины имеют мощность от 20 до 100 киловатт. Меньшие турбины используются в таких приложениях, как зарядка аккумуляторов для прогулочных транспортных средств и парусных лодок. Турбины, используемые в жилых домах, могут иметь мощность от 400 Вт до 100 кВт в зависимости от количества электроэнергии, которую вы хотите произвести.
После того, как вы определили причину, для которой вы будете его использовать, вы можете определить необходимый вам размер.

Для жилых помещений вам следует составить энергетический бюджет и посмотреть, доступны ли финансовые стимулы. Эта информация поможет определить размер турбины, которая вам понадобится. Турбины мощностью от 1 до 10 кВт могут использоваться в таких приложениях, как перекачка воды.

2. Достаточно ли ветра с моей стороны?

Еще один важный момент, который следует учитывать, — достаточно ли ветра в вашем районе для запуска турбины. Если вы живете в очень ветреной местности, этот момент не должен вас беспокоить, но если вы живете в районе с низкой скоростью ветра, узнайте скорость ветра и проверьте турбину, которая запускается при низкой скорости ветра, например YaeTek Wind. турбине для запуска требуется низкая скорость ветра.

3. Какой диапазон цен?

Еще один фактор, который следует учитывать, — это цена турбины. Если вы новичок с ограниченным бюджетом, этот момент очень важен. Вам нужно найти продукт, который попадает в ваш бюджет, и даже если вы выходите за рамки своего бюджета, найдите тот, который окупит свою цену. HY500 — идеальная модель для вас, она не только доступна по цене, но и удобна для новичков.

4. Выдержит ли он суровые погодные условия?

На мой взгляд, это самый важный фактор.Каким бы дорогим, легким и изумительным ни был продукт, все эти качества пропадут даром, если он не сможет противостоять различным погодным условиям. Некоторые турбины необходимо демонтировать, чтобы не допустить их поломки. Разве это не раздражает? Снимайте его каждый раз, когда идет шторм, а затем снова поднимайте. Найдите тот, который может выдержать суровые погодные условия, чтобы вам не пришлось беспокоиться о том, что ваши деньги унесут штурмом. Ветряная турбина HappyBuy — это то, что вам нужно, если вы живете в районе, где штормы всегда не за горами.

5. Подходит ли это для дома?

Ветряные турбины имеют много моделей, некоторые из них подходят для небольших применений, таких как лодки или перекачка воды. Вы должны быть уверены, что тот, который вы выбрали, лучше всего подходит для дома. На мой взгляд, вам следует выбрать Tumo-Int 1000W, который производит достаточно усилителей для всего дома.

Заключение:

Ветряные турбины используются десятилетиями. Сначала его использовали люди, живущие в отдаленных районах, где у них не было доступа к электричеству, или фермеры, использующие небольшие турбины для перекачки воды.

Одна из основных причин, по которой ветряные турбины сегодня востребованы, — это резкое изменение климата за последнее десятилетие. Люди выбирают более экологичный образ жизни.

Поиск гаджетов в наши дни стал не меньшей неприятностью. Есть так много компаний, предлагающих однотипные продукты, что вы просто не знаете, какую выбрать, какой компании доверять. Здесь вам пригодится руководство нашего покупателя. Мы составили список всех моментов, на которые следует обратить внимание перед покупкой.

Типы ветряных турбин — Информация о турбинах

Существует двух типов ветряных турбин . Один — это ветровые турбины с вертикальной осью , а другой — ветровые турбины с горизонтальной осью. Мы знаем, что в мире достаточно ветра, чтобы удовлетворить большую или даже большую часть потребностей человечества в энергии — если бы его можно было эффективно и в достаточно больших масштабах собирать.

Ветровые турбины с вертикальной осью

Ветровые турбины с вертикальной осью ( VAWT с), которые могут быть такими же эффективными, как существующие системы с горизонтальной осью, могут быть практичными, проще и значительно дешевле в строительстве и обслуживании, чем с горизонтальной осью ветряки ( HAWT s).У них также есть другие неотъемлемые преимущества, например, они всегда сталкиваются с ветром, что может сделать их важным игроком в нашем стремлении к более дешевым и чистым возобновляемым источникам электроэнергии. VAWT может даже иметь решающее значение для смягчения проблем стабильности и надежности сетевых соединений, с которыми в настоящее время сталкиваются производители и поставщики электроэнергии. Кроме того, дешевые VAWT могут стать альтернативой уничтожению тропических лесов для выращивания биотопливных культур. В этой статье описываются некоторые результаты исследований конкретной оригинальной конструкции VAWT и приводятся доводы в пользу увеличения исследований и разработок этой технологии.

Ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT), помимо того, что они проще и дешевле в сборке, имеют следующие преимущества:

• Они всегда обращены лицом к ветру — нет необходимости поворачивать против ветра.
• Иметь большую площадь поверхности для захвата энергии — может быть во много раз больше.
• Более эффективны при порывах ветра — уже противостоят порывам.
• Могут быть установлены в других местах — на крышах, вдоль шоссе, на парковках.
• Не убивайте птиц и диких животных — медленно движущихся и хорошо заметных.
• Легче масштабируется — от милливатт до мегаватт.
• Могут быть значительно дешевле в сборке — они изначально проще.
• Может иметь низкое время простоя при техническом обслуживании — механизмы на уровне земли или вблизи нее
• Производят меньше шума — низкая скорость означает меньше шума
• Некоторым более эстетичны.

Ветровые турбины с горизонтальной осью

Ветровые турбины с горизонтальной осью (HAWT) имеют вал главного ротора и электрический генератор на вершине башни, и их можно направлять в сторону ветра или в сторону от ветра.Маленькие турбины указываются простой ветряной флюгером, в то время как в больших турбинах обычно используется датчик ветра в сочетании с серводвигателем. У большинства из них есть редуктор, который превращает медленное вращение лопастей в более быстрое вращение, которое больше подходит для привода электрического генератора.

Преимущества HAWT

• Регулируемый шаг лопастей, обеспечивающий оптимальный угол атаки лопаток турбины. Возможность дистанционной регулировки угла атаки дает больший контроль, поэтому турбина собирает максимальное количество энергии ветра для времени суток и сезона.

• Высокое основание башни обеспечивает доступ к более сильному ветру на площадках 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, требуя, чтобы поверхности аэродинамического профиля отклонялись против ветра в течение части цикла.Обратный ход против ветра ведет к снижению эффективности.

Недостатки HAWT

• Высокие башни и лопасти длиной до 90 метров трудно транспортировать. Стоимость транспортировки теперь может составлять 20% от стоимости оборудования.

• Высокие HAWT сложно установить, требуются очень высокие и дорогие краны и квалифицированные операторы.

• Для поддержки тяжелых лопастей, редуктора и генератора требуется массивная конструкция башни.

• Отражения от высоких HAWT могут влиять на боковые лепестки радарных установок, создавая помехи сигналу, хотя фильтрация может их подавить.

• 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 структурного разрушения, вызванного турбулентностью, когда лопасть проходит через ветровую тень башни (по этой причине большинство HAWT используют конструкцию против ветра, при этом ротор обращен к ветру перед башней).