Turbine eoliene cu axă verticală și orizontală: Tipuri și funcționare

Un turbină eoliană Este un dispozitiv conceput pentru transformă energia cinetică a vântului în energie electrică prin folosirea unui rotor și a unui generator. Aceste turbine eoliene sunt împărțite în două tipuri principale: turbine eoliene cu ax vertical și turbine eoliene cu ax orizontal. Ambele au caracteristici unice și sunt aplicate în situații diferite în funcție de mediu și de nevoile de instalare.

Tipuri de turbine eoliene

Există două categorii principale de turbine eoliene:

• Turbină eoliană cu axă verticală (VAWT): Reuseste sa capteze vantul din orice directie si are un nivel scazut de productie de energie, ceea ce il face ideal pentru locurile cu intensitate redusa a vantului sau zonele urbane in care reglementarile impiedica montarea de structuri mari.
• Turbină eoliană cu axă orizontală (HAWT): Este cel mai utilizat în parcuri eoliene mari. Eficiența sa este mai mare și se folosește mai bine în zonele în care vântul este mai mare și mai constant.

Turbină eoliană cu axă verticală

Turbinele eoliene cu axă verticală, cunoscute ca VAWT, sunt cele in care axa rotorului este verticala fata de sol. Unul dintre principalele lor avantaje este că nu au nevoie de mecanisme de orientare pentru a capta vântul, deoarece pot funcționa independent de direcția vântului. În plus, generatorul electric poate fi amplasat pe sol, facilitând întreținerea.

Aceste turbine eoliene au a eficiență energetică mai scăzută în comparație cu cele cu axă orizontală, dar sunt totuși eficiente în zonele în care viteza vântului este scăzută sau se schimbă. În plus, necesită pornire motorizată, deoarece nu pot porni singure în majoritatea cazurilor.

Tipuri de turbine eoliene cu axă verticală

În cadrul VAWT, există mai multe subtipuri:

1. Turbina Eoliană Savonius

El Savonius Este unul dintre cele mai simple și mai robuste modele. Se caracterizează prin faptul că are două semicercuri deplasate orizontal, prin care trece vântul, generând o mișcare de rotație. Deși eficiența sa este scăzută, este o opțiune bună acolo unde sunt necesare sisteme de întreținere redusă.

2. Turbina Eoliană Giromill

Acest tip de turbină eoliană are o set de lame verticale unite la două bare care alcătuiesc axa verticală. Capacitatea sa energetică variază între 10 și 20 kW, ceea ce îl face o opțiune mai eficientă decât Savonius pentru instalații rezidențiale sau comerciale mici.

3. Turbina eoliană Darrieus

El darrieus Este un tip mai avansat care este alcătuit din două sau trei lame biconvexe. Designul său permite turbinei eoliene să folosească mai bine vântul în intervale largi de viteză. Cu toate acestea, dezavantajul său este necesitatea unui rotor Savonius sau a unui alt sistem pentru a-l porni.

Funcționarea unei turbine eoliene cu ax vertical

Funcționarea VAWT Este relativ simplu. Lamele se rotesc conduse de forța vântului care se mișcă în direcții diferite. Aceste turbine eoliene sunt mereu aliniat cu vântul, permițându-le să continue să funcționeze chiar și atunci când viteza vântului este scăzută.

Deoarece sunt mai compacte, turbinele eoliene cu axă verticală generează mai puțină putere în comparație cu omologii lor cu axă orizontală. Cu toate acestea, sunt suficient de eficiente pentru aplicații precum încălzi o casă, tine luminile aprinse sau incluse în reîncărcați o mașină electrică.

Turbine eoliene cu ax orizontal

Turbine eoliene cu ax orizontal sunt cele mai frecvente, mai ales la mari ferme de vant. Aceste turbine eoliene au performanțe energetice mai bune datorită capacității lor de a genera energie mai eficient de la viteze mari ale vântului.

Componentele acestor turbine eoliene sunt amplasate într-o gondolă situată în vârful turnului. Rotorul, care este format din trei pale, captează vântul și generează o mișcare de rotație care se înmulțește printr-o cutie de viteze pentru a produce energie electrică. Această mișcare, generată de vânt, este transportată către un generator care creează energia care este transportată către rețea.

Ce turbină eoliană este mai eficientă?

L turbine eoliene cu ax orizontal Ele sunt de obicei mai eficiente. Asta pentru că pot ajunge viteze de rotație mai mari și profitați mai bine de vântul la altitudini mai mari, unde viteza vântului este mai constantă și mai puternică. În plus, necesită mai puține trepte de viteză pentru a crește viteza de rotație, ceea ce face posibilă valorificarea mai bună a energiei cinetice a vântului.

Inovații în turbinele eoliene

În ultimii ani, am văzut mari inovații în tehnologia eoliană. Una dintre cele mai promițătoare a fost Vortex mori fără lame, dezvoltat de o companie spaniolă. Acest tip de turbină eoliană fără piese în mișcare își propune să reducă costurile de întreținere și să elimine impactul vizual pe care turbinele eoliene tradiționale mari îl generează asupra peisajului.

Un alt proiect ambițios este Pom de vânt. Acest design folosește 72 de turbine în formă de pale, dispuse pe un arbore mecanic care generează energie cu vânturi foarte slabe. Acest tip de structură ar fi ideal să fie amplasat în orașe, oferind o sursă de energie regenerabilă și plăcută din punct de vedere estetic.

Utilizarea istorică și modernă a turbinelor eoliene

Utilizarea energiei eoliene nu este o noutate. Primele mori de vânt au fost folosite pentru pomparea apei sau măcinarea cerealelor în zonele rurale. Cu toate acestea, a fost în anii 70 când Danemarca a făcut un angajament real față de energia eoliană la scară largă, ceea ce a permis acestei țări să devină principalul producător de tehnologie eoliană.

Astăzi, turbinele eoliene care au început ca mici instalații în zonele rurale au făcut loc unor parcuri eoliene gigantice care generează sute de megawați de energie curată pentru consum în întreaga lume. Companiile mari ca Siemens y vestas Ei conduc producția acestor tehnologii.

Viitorul turbinelor eoliene presupune evoluții majore în ceea ce privește eficiența și costul. Este de așteptat ca, odată cu instalarea turbine plutitoare offshore, eolianul offshore va juca un rol și mai important în tranziția la energia regenerabilă.

Datorită dezvoltării acestui tip de inovație, energia eoliană a încetat să mai fie o soluție experimentală și a devenit una dintre principalele surse de energie regenerabilă la nivel global.