Вітрогенератори Ленца тихохідні і безшумні. Завдяки магнітному підшипнику вітрогенератор має легкий старт обертання і високу зносостійкість.
Вертикальний вітрогенератор Ленца можна використовувати як єдине джерело електроенергії, так і паралельно з електромережею. Його установка може проводитися на будь-якій поверхні, в тому числі на дахах будинків і на балконах квартир. Лопаті такого вітрогенератора крутяться паралельно землі і напрямок вітру не має значення для їх руху.
Принцип дії
Принципом дії вертикального генератора є принцип магнітної левітації, закон електромагнітної індукції Лоренца – Ленца. Простіше кажучи, замість звичайних підшипників, які часто виходять з ладу через постійне механічного навантаження, використовуються магнітні. Ротор вітряного генератора утримуються за допомогою магнітного поля, тобто фактично висить в повітрі в певній точці простору, опираючись на підшипники.
При обертанні утворюються 3 види сили: підйомна, імпульсна і проста сила гальмування. Завдяки двом першим лопаті пристроя крутяться, що сприяє створенню ротором магнітного поля, яке і виробляє електрику.
Застосування принципу магнітної левітації при створенні і дало таку назву вітровогенератора. Також завдяки застосуванню магнітного підшипника (правило Ленца), такий вітрогенератор є одним з найефективніших генераторів, який вирізняється легкістю старту обертання і високою зносостійкістю.
Переваги
За рахунок магнітної левітації забезпечується тихохідність і безшумність установки. Під час роботи не виробляються електромагнітні випромінювання.
Необхідна для початку руху установки швидкість вітру повинна бути не менше 0,17 м. / с. при цьому номінальна досягається при 3,4 м. / с., на відміну від 7, 8 м. / с. у горизонтальних.
Розподіл за кількістю лопатей
- двох- або трьохлопатеві;
- багатолопатеві (більше трьох лопатей).
Різниця в тому, що чим менше лопатей, тим більшу швидкість зможе розвинути установка, але для початку обертання генератора потрібен сильніший вітер. І навпаки, для початку обертання вітряному генератору, у якого кількість лопатей більше трьох, потрібен менш сильний вітер, але більшу швидкість він не зможе розвинути.
Переваги:
- Легкість в обслуговуванні за рахунок того, що встановлюється на низькій висоті; Тривалий термін служби;
- Не потрібно додатковий пристрій, який визначає напрямки вітру і направляє вітрогенерато йому назустріч;
- Мало рухомих деталей, що зменшує витрати на ремонт;
- Має високий коефіцієнт корисної дії, близький до ідеального;
- Можливість спорудити подібний вітрогенератор самостійно;
- Безшумна робота;
- Нешкідливий для навколишнього середовища;
- Висока стійкість до ураганного вітру.
Класифікація
- Ортогональні вертикально-осьові ветрогенератор
У таких вітрогенераторів вертикальна вісь обертання. Лопаті віддалені від осі на певну відстань і розташовані паралельно їй.
Переваги: напрямок вітру не має значення, тому що направляючі механізми не потрібні.
Завдяки вертикально розташованому головному валу такий вітрогенератор простий в експлуатації, оскільки установка приводного обладнання може бути проведена на рівні землі.
Недоліки: низький термін служби опорних вузлів. Це пояснюється тим, що з’являються додаткові навантаження, тоскільки при обертанні ротора напрямок підйомної сили від кожної лопаті змінюється на 360 ͦ.
У ортогональних вітрогенераторів масивніша лопастная система, ніж у горизонтально-осьових.
- Генератор з ротором Савоніуса
Харктерна особливість – використання напівциліндрів в якості лопатей.
Переваги: висока технологічність виробництва і пусковий крутовий момент, а також робота, що проходить на малих швидкостях.
Недоліком є велика витрата матеріалів при виробництві. Ефективність роботи лопатевої системи нижче ніж у горизонтальних вітряних генераторів.
- З ротором Дар’є
Вертикальна вісь обертання з двома-трьома лопатями, що являютьсобою плоску смугу.
Переваги:
- Напрямок вітру не має значення;
- Простота виготовлення лопатей;
- Завдяки вертикально розташованому головному валу такий вітрогенератор простий в експлуатації, оскільки можна розташувати установку приводного обладнання на рівні землі.
Недоліки:
- Робота лопатевої системи менш ефективна;
- Низький термін служби опорних вузлів. Це пояснюється тим, що з’являються додаткові навантаження, оскільки при обертанні ротора напрямок підйомної сили від кожної лопаті змінюється на 360 градусів;
- Неможливий самостійний запуск вітрогенератора з двома лопатями при рівномірному потоці.
- З гелікоїдний ротором
Вітрогенератори з гелікоїдний ротором є модифікацією ортогонального ротора, тільки термін служби значно більший, оскільки через закрутки лопатей ротор обертається більш рівномірно, що знижує навантаження на опорні вузли.
Недолік: закручені лопаті ускладнюють технологію виробництва, що підвищує ціну.
- Багатолопатевий з напрямних апаратом
Багатолопатеві вітрогенератори з напрямних аппаратом – це модифікація ортогонального ротора. Вирізняється наявністю двох рядів лопатей. Перший, нерухомий ряд – це апарат, який захоплює вітрової потік, стискає його зі збільшенням швидкості і подає на другий ряд – обертовий ротор.
Переваги:
- Найвища ефективність роботи;
- Робота при низькій швидкості вітру.
Недолік: Використовується велика кількість лопатей, що спричиняє високу ціну.
