Különbség a vízszintes és a függőleges tengelyű szélturbina között

A szélmalom azt a szélhajtású gépet jelenti, amely őrli a gabonaféléket. A modern gépi alkalmazásokat azonban helyesebben nevezik „szélturbináknak”, mivel ezek különféle alkalmazásokra felhasználhatók. A szélturbinák a leghatékonyabb módja a szélenergia elektromos vagy mechanikus energiává történő átalakítására. A szélturbinákat elsősorban két kategóriába lehet sorolni a forgólapát forgó tengelyének konfigurációja szerint: vízszintes tengelyű szélturbina (HAWT) és függőleges tengelyű szélturbina (VAWT). Amikor a pengék forgó tengelye párhuzamos a szélárammal, a turbina neve HAWT, és ha a forgó tengely merőleges a széláramra, akkor ezt VAWT-nek hívják. A vízszintes tengelytípusok a legnépszerűbb és leggyakrabban használt kereskedelmi szélturbinák. Vessen egy pillantást a két konfiguráció közötti technikai különbségekre.

Vízszintes tengelyű szélturbina (HAWT)

A vízszintes tengelyű szélturbina rövidítése (HAWT) a leggyakrabban alkalmazott tervezési konfiguráció a repülőgép-rotorokhoz hasonló forgórészű szélturbinákban. Ha a pengék forgó tengelye párhuzamos a szélárammal, akkor a turbina vízszintes tengelyű szélturbina (HAWT). A HAWT a kinetikus szélenergiát egy légcsavar típusú rotorral rögzíti, és forgástengelyük párhuzamos a szél irányával. A HAWT-k sokféle méretben kaphatók, néhány száz watttól száz kilowattig terjedően. Az ilyen típusú szélturbinákat rendszerint szélsőséges körülmények között használják, ahol állandó széláram és irány áll rendelkezésre a maximális szélenergia megragadása érdekében. A HAWT nem hatékony, ha a szél turbulens, tehát általában olyan területeken helyezkednek el, ahol állandó irányított légáram van.

Függőleges tengelyű szélturbina (VAWT)

A vertikális tengelyű szélturbina vagy a VAWT valószínűleg a legrégebbi típusú szélmalmok, amelyekben a hajtótengely tengelye merőleges a talajra. Ez egy olyan típusú szélmalom, ahol a fő forgórész tengelye függőlegesen fut, szemben a vízszintes tengelyű szélturbinával. A VAWT lapátok a talajra merőleges függőleges tengelyükhöz képest forognak. A VAWT mintákat néha lazán sorolják be emelési vagy húzási alapú mintákba. Bármely irányból képesek elfogni a szeleket, és nehézgépeik földi szinten vannak. Mivel a gépeket a földre helyezik, egyszerűsíti a széltorony tervezését és felépítését, és ennek következtében csökkenti a turbina költségeit. A HAWT-kkel ellentétben a VAWT-ket tipikusan turbulens széláramú területeken használják, például partvidékek, háztetők, városképek stb..

Különbség a vízszintes és a függőleges tengelyű szélturbina között

Tervezés

- A vízszintes tengelyű szélturbina (HAWT) a leggyakrabban használt tervezési konfiguráció a repülőgép-forgórészhez hasonló forgórészű szélturbinákban. A HAWT-kben a pengék forgó tengelye párhuzamos a szél irányával. A vertikális tengelyű szélturbina (VAWT) ezzel szemben valószínűleg a legrégebbi típusú szélmalmok, amelyekben a hajtótengely tengelye merőleges a talajra. Ez egy olyan típusú szélmalom, ahol a fő forgórész tengelye függőlegesen fut, szemben a vízszintes tengelyű szélturbinával.

Gépezet

- A vízszintes tengelyű szélerőműveknél a teljes forgórész, sebességváltó és generátor a torony tetején van felszerelve, amelyet a szélirány felé kell fordítani. A függőleges tengelyű szélturbina jelentős előnye a vízszintes tengely típusához képest az, hogy az előbbiek bármilyen irányból képesek elfogadni a szeleket, így nincs szükség szögszabályozásra. A VAWT-kben a szélgenerátor, sebességváltó és egyéb fő turbina alkatrészek felállíthatók a földre, ami egyszerűsíti a széltorony tervezését és felépítését, és következésképpen csökkenti a turbina költségeit.

Szélviszonyok

- A HAWT-kat általában szélsőséges körülmények között használják, ahol állandó széláram és irány áll rendelkezésre a maximális szélenergia begyűjtése érdekében. A HAWT-k nem hatékonyak, ha a szél turbulens, ezért általában olyan területeken helyezkednek el, ahol állandó irányított légáram van. A VAWT-k viszont elsősorban olyan turbulens széláramú területeken hasznosak, mint a háztetők, a partvonalak stb..

Vízszintes és függőleges tengelyű szélturbina: összehasonlító ábra

összefoglalás

Mind a vízszintes, mind a függőleges tengelyű szélturbinák ideális hatékonysága nagyjából azonos, ám a HAWT-k gyakoribbak. A HAWT-knek a teljes rotor, sebességváltó és generátor a torony tetején van, és azokat a szélirány felé kell fordítani. A VAWT-k viszont mindenirányúak, ami azt jelenti, hogy a forgórész bármilyen irányból képes elfogadni a széláramot. Ezért nincs szükség forgásmechanizmusra. Ráadásul nem igényelnek állandó beállítást vagy korszerűsített sebességszeleket. Ezen felül a VAWT-k alacsonyabb indítási szélsebességet mutatnak, mint a HAWT-k. Sőt, ezek viszonylag alacsonyabb zajszignatúrát mutatnak, mint a HAWT-k, és a masszív toronyszerkezeteket ritkábban használják.