Як працює вертикальний вітрогенератор?

Вертикальні вітрогенератори перетворюють кінетичну енергію вітру в механічну енергію обертання приводного валу. Вертикальна вісь вітрової турбіни з’єднана з ротором, що працює також у вертикальному положенні. Ротор і генератор розташовані в нижній частині башти.

Лопаті вітряка приєднані прямо до центральної осі, з’єднаної з ротором генератора. Генератор розташовується в нижній частині установки, іноді навіть на рівні землі.

Таким чином, при обертанні лопатей гвинта ротор генератора також починає рухатися і, отже, з’являється можливість вироблення електроенергії.

Дані вітряки не потребують додаткового обладнання, яке визначає напрямок вітру і коригує положення вітряка у відповідність з ним.

Крім того, ці турбіни більш стійкі до турбулентності, ніж стандартні горизонтальні.

Переваги

Основною перевагою є ортогональное розташування осі ротора, що дозволяє розміщувати пристрій поблизу поверхні землі. Відповідно, вітрогенератор і передавальний механізм розташовані на цій же висоті і не вимагають споруди високих конструкцій для їх установки.

Крім того, турбіна не обов’язково повинна бути орієнтована за напрямком вітру, що робить її дуже простою в експлуатації.

Застосування вертикальних вітрогенераторів дає високий ефект при їх установці на верхній частині пагорбів, поверхнях гір, по лінії гірських хребтів і в інших місцях, де поблизу поверхні землі присутні турбулентні потоки повітря.

У місцях, де заборонено розміщення висотних вітрових турбін, можуть бути розташовані вертикальні. При цьому, ви заощадите кошти і час, які потрібні були б вам для отримання відповідних погоджень для розробки і монтажу високих баштових установок вітряків з горизонтальним розташуванням валу.

Також, незаперечною перевагою пристроїв з вертикальним валом є їх можливість повороту в будь-якому напрямку разом з вітром.

Недоліки

Одним з недоліків вертикальних турбін є їх низька ефективність у зоні постійних вітрів. Це відбувається через високу сили опору, що діє з протилежного боку, при спробі захопити потік повітря.

Тому, на рівнинах і інших місцях з переважаючими постійними вітровими потоками найкращим варіантом є горизонтальні вітроустановки. Вони дозволяють найбільш повно використовувати енергію вітру в даних районах.

При наявності ж турбулентних потоків у поверхні землі рекомендується застосовувати ортогональні вітроустановки.

Іншим мінусом вертикальних вітроустановок є можливість руйнування лопатей гвинта. Це викликано тим, що при обертанні навколо головної осі, на них постійно впливають відцентрові сили. Тобто, з часом, лопаті згинаються, тріскаються і руйнуються. При їх поломці вся машина виходить з ладу.
Якщо розмістити вітряк поруч з будівлею, то він не буде працювати, так як знаходиться в мертвому повітряному просторі.

Висновок

Вертикальні вітроустановки існують протягом тисяч років, але через погану надійність і ефективность вони не користуються популярністю. Однак, їх продовжують випускати і по цей день.

Виробники стверджують, що дані пристрої можуть вловити вітер будь-якого напрямку, що, по суті, також вірно і для горизонтальних турбін.

У порівнянні з горизонтальними установками, розглянуті моделі мають менший коефіцієнт корисної дії.