(3
голос(-ів), середній бал: 9,33 з 10)
Ветрогенераторы типа VAWT, то есть ротор с вертикальной осью, были самыми ранними типами ветряных мельниц, уже известными в древности. В настоящее время эти типы турбин не имеют промышленного применения. Существует множество разновидностей с многообещающими характеристиками: низкое энергопотребление, эффективное применение на судах, яхтах, в домах на одну семью и т.д. Ниже приведены несколько решений.
Ротор Савониуса
В 1922 году финский инженер Сигурд Я. Савониус разработал конструкцию ветродвигателя с вертикальной осью вращения. Это устройство с очень простой конструкцией. Ротор Savonius часто используется как любителями, строящими ветряные электростанции в качестве экономичного способа энергопотребления, так и компаниями, профессионально занимающимися производством ветряных турбин.
К сожалению, двигатель Savonius характеризуется низкой эффективностью преобразования энергии ветра в полезную энергию. Тем не менее, двигатель Savonius отличается надежностью, простотой конструкции и низкими производственными затратами.
Во время многих исследований в аэродинамической трубе в Sandia Laboratories было установлено, что для ротора Савониуса можно значительно повысить эффективность при наличии таких условий, как:
— две лопасти в роторе — увеличение числа роторов способствует повышению эффективности турбины;
— диаметр зазора должен соответствовать 0,1 — 0,15 см;
— щиты, ограничивающие лопасти сверху и снизу, должны быть на 5 — 10% больше диаметра лопастей, чтобы ветер «не выходил » из ротора;
— чтобы выровнять работу лопастей рекомендуется размещать два таких ротора с поворотом вокруг оси на 90 градусов.
Ротор Дарье
В 1931 году Дарье запатентовал ротор, который теперь назван в честь его имени. Ветрогенератор этого типа имеет практически нулевой пусковой момент, поэтому необходима предварительная зарядка. Для ускорения ротора широко используется электрический привод Darrieus, хотя используются нетрадиционные решения, например, два вспомогательных ротора Savonius.
Ветрогенератор Дарье — это устройство, которое использует подъемную силу, создаваемую потоком жидкости вокруг профиля подходящей формы. Принцип генерации несущей силы, который в действительности генерирует крутящий момент в двигателе Дарье, а также в роторах H , показан на рисунке.
Турбины Darrieus нашли свое наибольшее применение в США, где компания FloWind установила ряд таких турбин в Калифорнии. Это были сооружения высотой 17 и 19 м, введенные в эксплуатацию в следующем порядке:
— турбина 142 кВт 17 м, при скорости ветра 17 м / с
— турбина мощностью 250 кВт 19 м со скоростью ветра 20 м / с.
Ротор Болотова
На данный момент мировая общественность стала уделять особое внимание малым ветровым установкам. К таким относится ротор Болотова. Конструкция ветрогенератора представлена электростанцией, в которой вал генератора расположен вертикально.
Отличительной особенностью такого ветряка является его универсальность к разным климатическим условиям. Этот ветрогенератор улавливает поток воздуха со всех сторон, что позволяет не тратить время на установку его в определенном направлении. Этот ветрогенератор имеет возможность форсировать потоки воздуха, поступающие к нему. Такая конфигурация позволяет ветряку эффективно работать при любой скорости ветра.
К числу преимуществ данного ветрогенератора можно отнести и особенности расположение функциональных компонентов системы. Накопители энергии, генератор и электрическая схема размещены на поверхности земли, что значительно облегчает техническое обслуживание.
Отдельное место в подборке эффективных ветрогенераторов занимает инновационная турбина, в которой нет лопастей. Компания из Испании Vortex Bladeless сумела открыть особую вертикальную структуру, ставшую основой для безлопастевой турбины. Здесь геометрия в тандеме с частотой колебаний потока воздуха приводит воздушные массы в состояние вращение вокруг этой структуры.
Альтернативное оборудование имеет вид конусообразного цилиндра, расположенного вертикально. Пилотные установки имеют высоту порядка 6 метров, но разработчики говорят о том, что новые версии будут еще выше. Суть работы такой турбины заключается в наличии магнитов и специальных катушек, которые не только генерируют энергию, но и раскачивают устройство в ритме потока воздуха. Это возможно благодаря правильной настройке структуры (имеется в виду частота). Безлопастевая турбина — это фактически резонансный ветряк.
