Ветрогенератор осевой: Вертикальный ветрогенератор 15 кВт Sokol Air Vertical, российский — цена от производителя

Содержание

Вертикальный ветрогенератор 15 кВт Sokol Air Vertical, российский — цена от производителя

Вертикально-осевой ветрогенератор 15 кВт «Sokol Air Vertical» предназначен для регионов с пониженной среднегодовой скоростью ветра. Стартовая скорость ветра варьируется от 1,7 до 2 м/c (в зависимости от модели).

Номинальную мощность ВЭС выдает при скорости ветра около 7 м/c, что обуславливает их применение для слабых и средних ветров. Температура эксплуатации находится в диапазоне от -50 до +50 градусов. Лопасти изготавливаются из армированного полиэфира, в некоторых моделях из авиационного алюминия.

Основными отличиями данных станций от известных аналогов являются высочайшая эффективность при слабых ветрах, эффективная работа как при низких так и при высоких температурах, бесшумность, устойчивость к внешним воздействиям.

Решения, примененные в данных станциях, не имеют аналогов в России и мире. Ветрогенераторы изготавливаются в соответствии со всеми Российскими и международными стандартами. Конструкция данных станций защищена законодательством о авторском праве.

Технические характеристики вертикального ветрогенератора S.A.V. 15 кВт 

Диаметр ветрутурбины, м5
Высота лопасти6
Количество лопастей5
Номинальное число оборотов ротора, об/мин60-90
Номинальная мощность, кВт15
Максимальная мощность, кВт16.5
Стартовая скорость ветра, м/c2
Номинальная скорость ветра, м/с8
Рабочий диапазон, м/c3-20
Высота мачты, м12
Масса ВЭС без мачты, кг560
Коэффициент использования энергии ветра>0,42
Тип генератора3х фазный, на постоянных магнитах
Частота генератора, Гц0-50
Ток с генераторапеременный
Номинальное выходное напряжение, В240
Номинальный ток, А65
Максимальный ток, А70
Характеристики инверторав зависимости от характеристик системы
Рекомендуемое количество АКБ20
Рекомендуемая емкость АКБ, А*ч*200
Эффективность системы преобразования>0,85
Уровень шума, Дб, Не более45

Особенности ветрогенератора 15 кВт Sokol Air Vertical

  • Инновационная конструкция

    Самая низкая стартовая и номинальная скорость ветра в классе малых ВЭС.
    Простота и надежность конструкции. Защита от внешних воздействий. Долговечность.
    Высокая адаптивность системы для районов с различным ветровым потенциалом.
    Самый высокий КПД в классе. Коэффициент использования ветра >0.45.
    Электромагнитная и аэродинамическая система торможения.
    Использование современных материалов и новейших технологий (легкие и прочные конструкции).
    Коррозийностойкие материалы и алюминиевые сплавы.

  • Генератор (собственная разработка)
    Генерация электроэнергии начинается от 10 об/мин.
    Отсутствие полюсного залипания (легкий старт ветрогенератора).
    Минимальный нагрев генератора.
    Высококачественные сверхсильные неодимовые магниты.
    Отсутствие щеток и скользящих контактов.
  • Лопасти (собственная разработка)
    Самораскручивающийся профиль лопасти, за счет феномена подъемной силы крыла.
    Уникальный профиль лопасти имеет рекордно малый коэффициент лобового сопротивления.
    Аэродинамический тормоз, способствующий ограничению оборотов ветроколеса.
  • Система управления и преобразования
    Контролер изготавливается под заказ, в зависимости от того, на каком напряжении постоянного тока построена Ваша система.
    Индивидуальные решения при комплектации дополнительным оборудованием.
    Применение только современного и безопасного дополнительного оборудования.
  • Эксплуатация
    Легкий, интуитивно понятный монтаж в соответствии с инструкцией.
    Инсталляция системы в любом регионе при любом климате, включая труднодоступные места.
    Отсутствие операторского контроля.
    Гарантия — 3 года.

Базовая комплектация ветрогенератора 15 кВт S.A.V.

  • Мачта – 1 шт.
  • Тросы мачты (растяжки) – 1 комплект.
  • Генератор – 1 шт.
  • Ротор – 1 шт.
  • Лопасти – 1 комплект.
  • Штанги – 1 комплект.
  • Крепёж (монтажный комплект) – 1 шт.
  • Контроллер – 1 шт.
  • Технический паспорт – 1 шт.

Аккумуляторы и инвертор в базовый комплект ветрогенратора не входят, а подбираются по техническому заданию, так как для различных ветров и нагрузок на одну и ту же модель ветроэлектростанции возможна установка разных по мощности инверторов и различного количества аккумуляторов.

Для монтажа в зимнее время станции комплектуются винтовыми сваями, (время монтажа 1 день без использования бетона)

Большинство производителей ВЭС указывают в предложениях номинальную скорость ветра, при которой станция развивает «паспортную» мощность, в пределах 11-13 м/с.

Ветрогенераторы «Sokol Air Vertical» достигают номинальной мощности при 7-8 м/c. При ветрах же в 11-13 м/c, наши станции развивают в 2 и более раза большую мощность. То есть при установке ветрогенератора S.A.V. на 5 кВт его можно сравнивать с типовым ветряком на 10 кВт.

Вертикальный ветрогенератор 1 кВт Sokol Air Vertical, российский — цена от производителя

Вертикально-осевой ветрогенератор 1 кВт «Sokol Air Vertical» предназначен для регионов с пониженной среднегодовой скоростью ветра. Стартовая скорость ветра варьируется от 1,7 до 2 м/c (в зависимости от модели).

Номинальную мощность ВЭС выдает при скорости ветра около 7 м/c, что обуславливает их применение для слабых и средних ветров. Температура эксплуатации находится в диапазоне от -50 до +50 градусов. Лопасти изготавливаются из армированного полиэфира, в некоторых моделях из авиационного алюминия.

Основными отличиями данных станций от известных аналогов являются высочайшая эффективность при слабых ветрах, эффективная работа как при низких так и при высоких температурах, бесшумность, устойчивость к внешним воздействиям.

Решения, примененные в данных станциях, не имеют аналогов в России и мире. Ветрогенераторы изготавливаются в соответствии со всеми Российскими и международными стандартами. Конструкция данных станций защищена законодательством о авторском праве.

Технические характеристики вертикального ветрогенератора SAV 1 кВт 

Диаметр ветрутурбины, м2.6
Высота лопасти2
Количество лопастей3
Номинальное число оборотов ротора, об/мин90-120
Номинальная мощность, кВт1
Максимальная мощность, кВт1.1
Стартовая скорость ветра, м/c2
Номинальная скорость ветра, м/с7
Рабочий диапазон, м/c3-20
Высота мачты, м4
Масса ВЭС без мачты, кг180
Коэффициент использования энергии ветра>0,42
Тип генератора3х фазный, на постоянных магнитах
Частота генератора, Гц0-50
Ток с генераторапеременный
Номинальное выходное напряжение, В24
Номинальный ток, А42
Максимальный ток, А50
Характеристики инверторав зависимости от характеристик системы
Рекомендуемое количество АКБ2
Рекомендуемая емкость АКБ, А*ч*150
Эффективность системы преобразования>0,85
Уровень шума, Дб, Не более33

Особенности ветрогенератора 1 кВт Sokol Air Vertical

  • Инновационная конструкция

    Самая низкая стартовая и номинальная скорость ветра в классе малых ВЭС.
    Простота и надежность конструкции. Защита от внешних воздействий. Долговечность.
    Высокая адаптивность системы для районов с различным ветровым потенциалом.
    Самый высокий КПД в классе. Коэффициент использования ветра >0.45.
    Электромагнитная и аэродинамическая система торможения.
    Использование современных материалов и новейших технологий (легкие и прочные конструкции).
    Коррозийностойкие материалы и алюминиевые сплавы.

  • Генератор (собственная разработка)
    Генерация электроэнергии начинается от 10 об/мин.
    Отсутствие полюсного залипания (легкий старт ветрогенератора).
    Минимальный нагрев генератора.
    Высококачественные сверхсильные неодимовые магниты.
    Отсутствие щеток и скользящих контактов.
  • Лопасти (собственная разработка)
    Самораскручивающийся профиль лопасти, за счет феномена подъемной силы крыла.
    Уникальный профиль лопасти имеет рекордно малый коэффициент лобового сопротивления.
    Аэродинамический тормоз, способствующий ограничению оборотов ветроколеса.
  • Система управления и преобразования
    Контролер изготавливается под заказ, в зависимости от того, на каком напряжении постоянного тока построена Ваша система.
    Индивидуальные решения при комплектации дополнительным оборудованием.
    Применение только современного и безопасного дополнительного оборудования.
  • Эксплуатация
    Легкий, интуитивно понятный монтаж в соответствии с инструкцией.
    Инсталляция системы в любом регионе при любом климате, включая труднодоступные места.
    Отсутствие операторского контроля.
    Гарантия — 3 года.

Базовая комплектация ветрогенератора 1 кВт S.A.V.

  • Мачта – 1 шт.
  • Тросы мачты (растяжки) – 1 комплект.
  • Генератор – 1 шт.
  • Ротор – 1 шт.
  • Лопасти – 1 комплект.
  • Штанги – 1 комплект.
  • Крепёж (монтажный комплект) – 1 шт.
  • Контроллер – 1 шт.
  • Технический паспорт – 1 шт.

Аккумуляторы и инвертор в базовый комплект ветрогенратора не входят, а подбираются по техническому заданию, так как для различных ветров и нагрузок на одну и ту же модель ветроэлектростанции возможна установка разных по мощности инверторов и различного количества аккумуляторов.

Для монтажа в зимнее время станции комплектуются винтовыми сваями, (время монтажа 1 день без использования бетона)

Большинство производителей ВЭС указывают в предложениях номинальную скорость ветра, при которой станция развивает «паспортную» мощность, в пределах 11-13 м/с.

Ветрогенераторы «Sokol Air Vertical» достигают номинальной мощности при 7-8 м/c. При ветрах же в 11-13 м/c, наши станции развивают в 2 и более раза большую мощность. То есть при установке ветрогенератора S.A.V. на 5 кВт его можно сравнивать с типовым ветряком на 10 кВт.

Горизонтально-осевой ветрогенератор 50 кВт (ветряк, ВЭУ, ВЭС) в Омске (Ветрогенераторы)

Ветрогенераторы — это набирающий популярность вид энергетического оборудования!

В НАШЕЙ КОМПАНИИ ВЫ МОЖЕТЕ КУПИТЬ ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВЫЕ (ВЕРТИКАЛЬНЫЕ) ВЕТРОГЕНЕРАТОРЫ ПО ВЫГОДНОЙ ЦЕНЕ С ДОСТАВКОЙ В ЛЮБОЙ РЕГИОН РФ

Ветряной генератор (ветряк) используется для обеспечения независимого электроснабжения. Основные достоинства, которые делают востребованными – это автономность, экономичность в использовании, возможность выбора ветрогенератора подходящей мощности. Благодаря этому ветрогенераторы можно использовать в отдаленной местности и даже на плавательных средствах. А при эксплуатации ветряк обходится дешевле бензиновых и дизельных генераторов. Наиболее известный тип ветрогенераторов – это горизонтальные ветрогенераторы, такой ветряк имеет простую конструкцию, но зато действует только при достаточной силе ветра. Из-за этого подобные ветрогенераторы подходят далеко не для всякой местности.

Технико-эксплуатационные достоинства ветрогенераторов:

  • Автономная выработка и потребление электрической энергии

  • Низкая стартовая скорость.

  • Самостоятельный запуск системы.

  • Абсолютная безопасность для человека и окружающей природы.

  • Возможность установки на любой местности, вблизи с жилыми объектами.

  • Высокая устойчивость к сильным ветрам.

Наибольшую популярность получили горизонтальные ветрогенераторы, ось вращения турбины которых расположена параллельно земле. Этот тип получил название «ветряной мельницы», лопасти которой вращаются против ветра. Конструкция горизонтальных ветрогенераторов предусматривает автоматический поворот головной части (в поисках ветра), а также поворот лопастей, для использования ветра небольшой силы.

Ветрогенераторы горизонтального типа больше подходят для производства электроэнергии в промышленных масштабах, их используют в случае создания системы ветряных электростанций. Вертикальные часто применяют для потребностей небольших частных хозяйств.

Номинальная мощность

50000 Вт

Максимальная мощность

55000 Вт

Диаметр ветроколеса

18 м

Частота вращения

60 об/мин

Номинальная скорость ветра

10 м/с

Стартовая скорость ветра

2,5 м/с

Рабочая скорость ветра

2,5-25 м/с

Допустимая скорость ветра

40 м/с

Выходное напряжение

380 В

Высота мачты

18 м

Количество АКБ в комплекте / Емкость

60 шт./ 12В 200Ач

Цена без АКБ

129 738 $

Цена с АКБ

163 907 $

Горизонтально-осевой ветрогенератор СВ-3.1/200 48В — 215 000 руб. СПЭЙРС.RU

Горизонтально-осевой ветрогенератор СВ-3.1/200

Официальная поставка в РФ!

Производитель — Свiт вiтру, г. Харьков, Украина. Уникальная машина малой мощности с непревзойдёнными характеристиками. Единственный работающий вариант для регионов с сильными ветрами и прибрежных районов.
• Выходная мощность 0,8 кВт, недостижимая для конкурентов среднемесячная выработка электроэнергии до 200-400 КВт*ч.
• Данные машины разрабатывались для обеспечения электроэнергией небольших автономных объектов и за прошедшие годы доказали удачность решения, высокую надёжность.
• Единственные машины мощностью до 2КВт, имеющие систему механической стабилизации скорости вращения ветроколеса. При увеличении скорости ветра лопасти автоматически меняют угол атаки и поддерживают оптимальную скорость вращения генератора.
• Вырабатывают электроэнергию в диапазоне от 2 до 50 м/с, в отличие от всех аналогов, которые после 14-16 м/с переключаются в режим «торможения» и не выполняют полезной работы.
• Не требуют балластной нагрузки, которая создаёт массу проблем в процессе эксплуатации.
• Даже отключенные от контроллера заряда и АКБ СВ-3.1/200 не боится сильных ветров – скорость вращения ветроколеса не может превысить опасных значений в силу своей конструкции.
• Имеют систему механического останова ветроколеса. В случае нештатных ситуаций (ураган, обледенение) не требуется опускание мачты ветрогенератора для его гарантированного останова, всё выполняется с земли одним лёгким движением.
• Производство полного цикла под контролем и при участии лучших специалистов Харьковского Авиационного Института. Стабильно высокое качество, полное отсутствие риска в отличие от китайской продукции неизвестного происхождения, которая под разными «брендами» заполнила Российский рынок.
• Сервисное обслуживание и ремонт в европейской части РФ. Комплектующие и расходные материалы всегда на складе в РФ.

По желанию заказчика мы можем изготовить мачту нужной высоты, либо вместе с ветроустановкой бесплатно предоставить конструкторскую документация для самостоятельного изготовления такой мачты.

В комплект поставки ветрогенератора входит контроллер заряда 48В.

Что лучше — вертикально или горизонтально-осевая ВЭУ?

(по материалам специалистов по ветроэнергетике КБ «Южное»: д.т.н. М.И.Галась, инж. Ю.П.Дымковец, Н.А.Акаев, И.Ю.Костюков)

В настоящее время в мировом эксплуатируемом парке ветроэнергетических установок (ВЭУ) горизонтально-осевые или так называемые пропеллерные установки составляют более 90%, а их серийным выпуском занимаются несколько тысяч предприятий. Отставание в освоении вертикально-осевых ВЭУ вызвано несколькими причинами. Вертикально-осевые ВЭУ были изобретены позже горизонтально-осевых пропеллерных (ротор Савониуса — в 1929 г., ротор Дарье — в 1931 г., ротор Масгроува — в 1975 г.). Кроме этого, до недавнего времени главным недостатком вертикально-осевых ВЭУ ошибочно считалось, что для них невозможно получить отношение максимальной линейной скорости рабочих органов (лопастей) к скорости ветра больше единицы (для горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ это отношение достигает более 5:1).

 

Эта предпосылка, верная только для тихоходных роторов типа ротора Савониуса, использующих различные сопротивления лопастей при их движении по ветру и против ветра, привела к неправильным теоретическим выводам о том, что предельный коэффициент использования энергии ветра у вертикально-осевых ВЭУ ниже, чем у горизонтально-осевых пропеллерных, из-за чего этот тип ВЭУ почти 40 лет вообще не разрабатывался. И только в 60-х – 70-х годах сначала канадскими, а затем американскими и английскими специалистами было экспериментально доказано, что эти выводы неприменимы к роторам Дарье, использующим подъемную силу лопастей. Для этих роторов указанное максимальное отношение линейной скорости рабочих органов к скорости ветра достигает 6:1 и выше, а коэффициент использования энергии ветра не ниже, чем у горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ.

Играет определенную роль и то обстоятельство, что объем теоретических исследований принципиально новых вопросов аэродинамики ротора и опыт разработки, отработки и эксплуатации вертикально-осевых ВЭУ гораздо меньше, чем горизонтально-осевых пропеллерных.
Вертикально-осевые ВЭУ стали интенсивно осваивать с начала 80-х годов, причем диапазон их мощностей непрерывно расширяется. Сегодня практически все страны эксплуатируют вертикально-осевые ВЭУ с ротором Дарье, причем в Канаде, США, Нидерландах предпочтение отдается классической схеме с криволинейными лопастями, а в Великобритании и Румынии в качестве основной схемы приняты роторы с прямыми лопастями, параллельными оси вращения. Наибольших успехов добилась фирма VAWT (Великобритания). С 1986 г. на о-ве Сардиния была испытана ВЭУ этой фирмы с ротором диаметром 14 м и мощностью 40 кВт. В том же году была введена в промышленную эксплуатацию ВЭУ VAWT-450 с ротором диаметром 25 м мощностью 130 кВт. Сейчас фирма работает над созданием установки VAWT-850 мощностью 500 кВт. Фирма приступила к разработке более крупной установки VAWT -2400 с ротором диаметром 67 м мощностью 1.7 МВт.

В России разработкой вертикально-осевых ВЭУ с прямыми лопастями занимаются КБ “Радуга”, ООО «ГРЦ-Вертикаль», Объединение «Гидропроект», ЦАГИ, ВНИИ электроэнергетики, ООО “Электросфера” и многие другие. Созданы опытные установки ВЛ-2М, ВДД-16 и др., которые при испытаниях показывают неплохие результаты.

Почему для разработки все больше выбирают вертикально-осевые ВЭУ с прямыми лопастями?
Встречающиеся в литературе сопоставления ВЭУ вертикально-осевой и горизонтально-осевой пропеллерной схем обычно ограничиваются упоминанием о предпочтительности вертикально-осевых ВЭУ в связи с их основной особенностью — нечувствительностью к направлению ветра и, следовательно, возможностью значительного упрощения конструкции установки. Более того, прогнозируется наибольшее применение вертикально-осевых ВЭУ в развивающихся странах, не владеющих современными технологиями. В обоснование такого прогноза выдвигается именно конструктивная простота вертикально-осевых установок, не требующих поворотных устройств и систем.

Однако опыт проектирования и эксплуатации ветрогенераторов (ветроэлектрических или ветроэнергетических установок) показывает, что отсутствие поворотных устройств и систем — не единственный оценочный параметр для сравнения их с горизонтально-осевыми пропеллерными. Вертикально-осевые и горизонтально-осевые ВЭУ — принципиально разные решения, многие характеристики этих установок не повторяются.

Поэтому кроме независимости работы вертикально-осевых ВЭУ от направления ветра, как явно положительной характеристики, обусловливающей многие другие достоинства, существует целый ряд других их принципиальных особенностей и конструктивных решений, которые можно рассматривать как не менее важные.

Ниже приведены некоторые сопоставительные оценки вертикально-осевой и горизонтально-осевой пропеллерной схем, проведенные с разных точек зрения. Сравнениям будет подвергаться пропеллерная установка в традиционном исполнении и вертикально-осевая типа Дарье с прямыми лопастями.

ЗАВИСИМОСТЬ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЭУ ОТ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА

Наибольшая эффективность горизонтальных пропеллерных ВЭУ достижима только при условии обеспечения постоянной коллинеарности оси ветроколеса и направления ветра. Необходимость ориентации на ветер требует наличия в конструкции ВЭУ механизмов и систем ориентации на ветер для непрерывного слежения за ветровой обстановкой, поиска направления с максимальным ветровым потенциалом, поворота ветроколеса в этом направлении и его удержания в таком положении. Наличие в конструкции ВЭУ системы ориентации на ветер само по себе усложняет ветроагрегат и снижает его надежность (по данным опыта эксплуатации зарубежных ВЭУ этого типа до 13% общего количества отказов приходится на системы ориентации).

Кроме того, практически невозможно эффективно ориентировать ветроколесо при изменении направления ветра из-за запаздывания действия механизмов ориентации. Для ветроустановок средней и большой мощности с диаметром ветроколеса более 30-40 м эффективность его ориентации на ветер снижается вследствие некомпланарности и различия в скоростях ветрового потока по длине размаха лопастей, что приводит к невозможности установки ветроколеса а оптимальное направление ориентации. Из-за этого снижаются выработка электроэнергии (вследствие уменьшения используемой энергии ветрового потока) и экономическая эффективность ветроустановки.

К конструктивным недостаткам можно отнести то, что система ориентации разрывает жесткую связь между гондолой (корпусом ветро-агрегата) и опорной башней горизонтально-осевой пропеллерной ВЭУ, чем обусловливаются появление автоколебаний и различие в частотных характеристиках подвижной и неподвижной частей конструкции, что в конечном счете снижает надежность и увеличивает амортизационные издержки.

Эффективность же работы вертикально осевых ВЭУ принципиально не зависит от направления ветра, в связи с чем отпадает необходимость в механизмах и системах ориентации на ветер. Неравенство характеристик ветрового потока по высоте приводит лишь к некоторому выравниванию моментов поворота, снимаемых с лопастей.

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

Теоретически доказано, что коэффициент использования энергии ветра идеального ветроколеса горизонтальных, пропеллерных и вертикально-осевых установок равен, 0.593. Это объясняется тем, что роторы ВЭУ обоих типов используют один и тот же эффект подъемной силы, возникающий при обтекании ветровым потоком профилированной лопасти, К настоящему времени достигнутый на горизонтальных пропеллерных ВЭУ коэффициент использования энергии ветра составляет 0.4. На данный момент этот коэффициент у ветрогенераторов (ветроустановок) ГРЦ-Вертикаль составляет 0.38. Проведенные экспериментальные исследования российских вертикально-осевых установок показали, что достижение значения 0.4-0.45 — вполне реальная задача. Таким образом, можно отметить, что коэффициенты использования энергии ветра горизонтально-осевых пропеллерных и вертикально-осевых ВЭУ близки.

ЗАПУСК ВЭУ

Считается, что момент трогания горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ не равен 0, поэтому для их запуска не требуются внешние источники энергии. Однако на практике ветроколесо этого типа самозапускается только в том случае, если оно с той или иной точностью направлено на ветер. При боковом же ветре мощное ветроколесо может и не самозапуститься и необходим внешний источник энергии для разворота гондолы с ветроколесом на ветер.

Долгое время считалось, что момент трогания вертикально-осевых ВЭУ равен 0, т. е. считалось, что они не самозапускаются.
Однако ученые ГРЦ-Вертикаль разработали ветро-ротор H-Дарье, который самозапускается при скорости ветра 3.5-4 м/с в зависимости от мощности (массы) ветро-турбины. Момент трогания этих ветроустановок гораздо больше 0, а для самораскрутки достаточно лишь небольшого порыва ветра.

Тем не менее, крупные ветроэнергетические установки обычно оснащают дополнительными турбинами типа Савониуса для гарантированного старта.
Усложнение конструкции ВЭУ приводит к снижению надежности, а введение дополнительных аэродинамических устройств — к снижению мощности ветровой турбины, что хуже, чем наличие источника мощности для запуска. Это учитывается на современном этапе и при проектировании новых конструкций горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ. Так, разработчики установки серии МОД мощностью 4.4 МВт отказались от одного из важнейших преимуществ этого типа ВЭУ — возможности самозапуска, выполнив лопасти ротора с фиксированным шагом, рассчитанным на наиболее эффективную работу в номинальном диапазоне скоростей ветра. Для запуска был использован прием, заимствованный у вертикально-осевых ВЭУ, — кратковременное переключение генератора на двигательный режим и разгон ротора.

РАЦИОНАЛЬНОСТЬ СИЛОВОЙ СХЕМЫ ВЕТРОТУРБИНЫ

Инерционные нагрузки на лопасть горизонтально-осевой пропеллерной ВЭУ направлены вдоль лопасти, т. е. наиболее выгодным образом. Ступица колеса и элементы опорно-подшипникового узла компактны и малогабаритны. Инерционные нагрузки на лопасть вертикально-осевой ВЭУ направлены поперек лопасти вдоль траверсы. Ступица и опорно-подшипниковый узел имеют большие габариты. Таким образом, ветротурбина (ветро-ротор) вертикально-осевой ВЭУ в меньшей степени удовлетворяет требованию рациональности силовой схемы, чем ветротурбина горизонтально-осевой пропеллерной. Как результат этого ветотурбина с вертикально-осевой ВЭУ оказывается тяжелее горизонтально-осевой пропеллерной.

Между тем при переходе к ВЭУ мегаваттных мощностей необходимо учитывать значительно меняющийся характер нагружения. Во-первых, аэродинамические нагрузки на лопасть горизонтально-осевой ВЭУ в верхнем в нижнем положении неодинаковы из-за разницы скоростей ветра по длине размаха лопастей. Лопасть работает в разных быстроходностях и передает ступице пульсирующий крутящий момент. Во-вторых, возрастает значение сил гравитации. Пульсирующие аэродинамические и гравитационные нагрузки существенно снижают виброживучесть лопасти, ступицы и опорно-трансмиссионной системы. Возрастают также силы Кориолиса при поворотах турбины на ветер.

КОНСТРУКЦИЯ ЛОПАСТИ

Все сечения лопасти горизонтальной пропеллерной ВЭУ находятся в разных энергетических состояниях из-за различия в них окружных скоростей и углов атаки. Это различие значительно снижается благодаря скрутке сечений лопасти одно относительно другого. Особенности инерционного нагружения лопасти приводят к необходимости сужения профиля к концу лопасти. Таким образом, пропеллерная лопасть конструктивно представляется значительно более сложной, чем прямоугольная, симметричная относительно хордовой плоскости лопасть вертикально-осевой ВЭУ. С другой стороны, сборка стеклопластиковой лопасти вертикально-осевой ВЭУ из отдельных секций представляет значительную трудность ввиду необходимости организации фланцевых стыков.

ПОВОРОТ ЛОПАСТЕЙ

Поворот лопастей горизонтально-осевой пропеллерной ВЭУ отработан и используется не только как средство торможении ветроколеса (наряду с обычным фрикционным), но главным образом как средство поиска оптимального угла установки лопасти для удержания ветроколеса на предельно возможном числе оборотов во избежание выхода его в разнос.

Применение системы поворота лопастей значительно усложняет конструкцию ВЭУ, так как при этом нужны и система непрерывного слежения за числом оборотов, и поворотные устройства с приводами для каждой лопасти, и система автоматического управления углами поворота лопастей. С точки зрения предотвращения опасности выхода на аварийный режим вращения ветроколеса поворотные системы и устройства для горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ совершенно необходимы.

Поворот лопастей вертикально-осевой турбины был бы весьма эффективен не только для торможения, но и для поддержания оптимального угла атаки при всех положениях лопасти на окружности вращения. Установки с таким принципом работы в настоящее время применения не находит по следующим соображениям: массивная лопасть за время одного оборота вокруг оси вращения должна сделать несколько качаний, сориентированных на направление ветра. Не говоря уже о сложности создания самих систем и устройств для таких поворотов, установка становится зависящей от направления ветра, а ее конструкция будет значительно усложнена. Однако главным соображением по этому поводу остается тот факт, что и без поворота лопастей эффективность вертикально-осевой ВЭУ находится на уровне эффективности горизонтально-осевой пропеллерной.

ОМЕТАЕМАЯ ПОВЕРХНОСТЬ И ЭНЕРГИЯ, СНИМАЕМАЯ С ЕДИНИЦЫ ДЛИНЫ ЛОПАСТИ

Ометаемая поверхность горизонтальных пропеллерных определяется площадью круга, образуемого вращающимися концами лопастей. Для вертикально-осевой ВЭУ эта поверхность определяется как площадь прямоугольника со сторонами, равными длине лопасти и диаметру ветротурбины (ветро-ротора). Таким образом ометаемая поверхность вертикально-осевой ВЭУ образуется более выгодным образом, так как прямоугольная поверхность может изменяться не только за счет изменения длины лопастей, но и за счет диаметра их вращения, что расширяет тактические возможности варьирования параметрами ветротурбины при ее проектировании и отработке.

Энергия, снимаемая с единицы длины лопасти горизонтально-осевой пропеллерной ВЭУ, несмотря на кручение лопасти сильно изменяется от комля к концу лопасти, главным образом вследствие увеличения быстроходности (от 0 в районе комля лопасти до максимального значения на конце лопасти).

Если говорить о вертикально-осевой ВЭУ, то значение снимаемой энергии незначительно изменяется по длине лопасти, причем это изменение зависит только от изменения качества энергии ветрового потока: наличия порывов ветра, непостоянства скорости ветра по высоте. Однако здесь есть другие причины потерь снимаемой энергии — неоптимальные углы атаки, в разных положениях лопасти на окружности вращения, падение моментов вращения ветротурбины в положениях, когда лопасть движется вдоль потока, и снижение моментов вращения от лопасти, проходящей аэродинамическую тень башни. Таким образом, надо ожидать, что эффективность съема энергии ветра лопастями установок обоих типов будет примерно одинаковая.

Необходимо отметить, что у малых (до 5 кВт) ветроустановок ГРЦ-Вертикаль угол атаки выставляется оптимальным образом, в зависимости от ветровой обстановки региона, в котором будет работать ВЭУ.
В крупных установках угол атаки может регулироваться в зависимости от режима работы. При трогании угол атаки должен быть больше, а по мере увеличения угловой скорости уменьшаться. Такая система серьезно повышает эффективность, хотя и ведет к соответствующему удорожанию.

СТЕПЕНЬ БЫСТРОХОДНОСТИ

Среди горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ наибольшее распространение получили быстроходные (до 5-7 модулей) установки с числом лопастей менее четырех. Они обеспечивают наивысший коэффициент использования энергии ветра, т. е. наиболее эффективны. Высокая степень быстроходности предполагает использование значительно усложняющих конструкцию ВЭУ специальных устройств и систем для ограничения угловой скорости вращения в определенных жестких пределах и предотвращения разноса ветроколеса и трансмиссии. Постоянство довольно высокой рабочей скорости вращения обусловливает упрощение трансмиссионных связей ветроколеса с генератором и достаточно высокое качество электроэнергии без усложнения преобразующих электрических схем.

В то же время постоянство рабочей скорости вращения, ограниченной прочностью лопастей на инерционную нагрузку, означает ограничение рабочих скоростей ветра (обычно в пределах 12—15 м/с) и работу ветроустановки в оптимальном режиме только при определенном ветре, что, естественно, несколько снижает эффективность установки.

Для горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ с турбинами больших диаметров возрастает влияние некомпланарности скорости ветра по высоте и воздействия гравитационных сил, вызывающих пульсирующие нагрузки в материале лопасти, в опорных устройствах трансмиссий и в самих трансмиссиях. Эти влияния и воздействия тем ощутимее, чем выше быстроходность, предопределяющая повышенное внимание к динамической устойчивости работы всех вращающихся элементов, повышенные требования к прочности конструкции и точности ее изготовления, к качеству сборки, смазке и балансировке вращающихся деталей и узлов.

С этой точки зрения трудно переоценить вертикально-осевую схему, принципиально обеспечивающую ВЭУ тихоходную работу. Во всех известных экспериментах, в том числе и в тех, которые были направлены на поиск средств достижения максимально возможного коэффициента использования энергии ветра, быстроходность не превышала 2.5-2.8 модулей. Значение этого обстоятельства станет особенно понятным, если учесть, что все энергетические характеристики (в том числе и коэффициент использования энергии ветра) вертикально-осевых ВЭУ остаются на уровне этих характеристик горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ. Снижение быстроходности (в 2-3 раза) — это резкое улучшение условий эксплуатации механизмов благодаря снижению уровня динамичности, упрощения требований к опорно-трансмиссионным элементам, исключение необходимости в механизмах и системах, обеспечивающих постоянство скорости вращения. Снижение быстроходности позволяет работать с оптимальным коэффициентом использования энергии ветра при всех значениях скорости ветра, входящих в рабочий диапазон, т.е. повысить эффективность ВЭУ при довольно простой конструктивной схеме лопасти. Рабочий диапазон скоростей ветра на тихоходных ветроустановках расширяется до 20—25 м/с. Однако при всем этом необходимо иметь в ввиду, что при тихоходности повышаются крутящие моменты, что приводит к увеличению материалоемкости лопастей ветротурбины в целом за счет длинных траверс, габаритной ступицы и массивных трансмиссий. Необходимо также учитывать, что переменность частоты вращения ветротурбины предполагает введение в электрическую схему преобразователей в целях повышения качества вырабатываемой электроэнергии и согласования ее качества с качеством сетевой энергии.

Принципиально вертикально-осевая ВЭУ с прямыми лопастями может быть быстроходной, ограничением является прочность лопастей па поперечные инерционные нагрузки и вибронагрузки. Тенденция разработки все более и более прочных, легких и дешевых композиционных материалов открывает перспективы создания быстроходных прямолопастных ветродвигателей типа Дарье.

РАЗМЕЩЕНИЕ ГЕНЕРАТОРА И МУЛЬТИПЛИКАТОРА

Бесспорно большим преимуществом вертикально-осевых ВЭУ является возможность размещения генератора и мультипликатора на фундаменте установки, исключения угловой передачи крутящего момента. Это позволяет отказаться от мощной, вероятнее всего многопоточной угловой передачи крутящего момента, упростив требования к монтажепригодности оборудования (исключить ограничения по габариту и массе) и к условиям эксплуатации (отсутствие толчков и вибраций). При размещении оборудования на фундаменте резко улучшаются условия его монтажа и эксплуатации, упрощается передача вырабатываемой электроэнергии.

В горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ избегают вводить угловую передачу и размещают оборудование во вращающейся гондоле. При этом неизбежны сложности в связи с повышением требований к монтажепригодности оборудования, условиям его эксплуатация, а также при организации подъема оборудования и его эксплуатации в верхнем положении. Немало трудностей вызывает и передача электроэнергия от вращающегося вместе с гондолой генератора. Для того, чтобы избежать скручивания силовой шины, необходимо ограничивать поворот гондолы, вводить коллекторную передачу либо отсоединять и раскручивать шину. Во всех этих случаях в конструкцию ветроустановки вводятся дополнительные устройства, усложняющие ее.

Необходимо отметить, что передача крутящего момента на уровень фундамента связана с введением длинного трансмиссионного вала, однако обусловленное этим усложнение конструкции вполне компенсируется преимуществами нижнего размещения оборудования, даже в том случае, если вал будет послередукторным, т. е. быстроходным. При доредукторном (тихоходном) исполнении длинный вал особых конструктивных усложнений не вносит.

В ветроустановках ГРЦ-Вертикаль редуктор (мультипликатор) отсутствует, что дает выигрыш в эффективности (при его наличии уменьшается КПД). Генератор и часть силовой электроники расположены непосредственно в корпусе ступицы, что, с одной стороны, усложняет обслуживание, а с другой стороны улучшает эффективность.

НАДЕЖНОСТЬ

В горизонтальных пропеллерных ВЭУ удачно используются достижения авиационной техники, в частности в области проектирования лопастей, систем управления углами их установки, трансмиссий. Следовательно, есть все основания полагать, что эти установки достаточно отработаны и их надежности могут быть даны далеко не низкие оценки. Тем не менее, очевидно, что после отработки вертикально-осевые ВЭУ, особенно агрегаты большой мощности, обещают более высокую надежность. Основанием для такого суждения являются значительное упрощение их конструкции, снижение уровня требований к изготовлению трансмиссий, упрощение условий монтажа и эксплуатации и т. д., что обусловлено следующими особенностями этих установок: отсутствие механизмов и систем управления поворотом гондолы на ветер, размещение генератора и мультипликатора на фундаменте, отсутствие необходимости в устройствах и системах управления углом установки лопастей, отсутствие проблем с передачей электроэнергии от генератора.

Необходимо отметить, что высокий уровень надежности сложной конструкции предполагает высокий уровень развития технологии. Этот фактор очень важен для оценки оптимальности вариантов кооперации различных предприятий по изготовлению отдельных узлов и агрегатов установок. Если учесть сказанное, трудно предположить, что значительно более простая и надежная конструкция ветроустановки окажется более дорогостоящей, несмотря на ее несколько большую материалоемкость.

МОЩНОСТЬ

В последние годы в мировой ветроэнергетике наблюдается тенденция к увеличению единичной мощности ВЭУ, что объясняется следующими факторами. Ввиду того что с ростом мощности установки снижается стоимость электроэнергии, получаемой с 1 м2 ометаемой поверхности, уменьшаются расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание установки, сокращаются площади отчуждаемых земельных участков, растет и эффективность ВЭУ.

Однако укрупнение горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ малоэффективно. Оно имеют верхний предел мощности в З-4 МВт, так как на их лопасти помимо центробежных действуют изгибающие силы, переменные по величине и направлению, что ограничивает размеры лопастей, существенно снижает надежность горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ и сокращает сроки их эксплуатации. Поэтому переход на большие мощности предполагает качественное изменение конструкции ВЭУ. В свете этого наиболее предпочтительным решением является вертикально-осевая схема, теоретический предел мощности которой по современным представлениям на порядок выше теоретического предела мощности горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ.

РАСЧЕТНАЯ СКОРОСТЬ ВЕТРА

Как уже отмечалось выше, расчетная скорость ветра горизонтально-осевых пропеллерных ВЭУ обычно находится в пределах 12—15 м/с по условию прочности лопастей на инерционную нагрузку. Произведенные объединением Гидропроект расчеты по определению расчетных скоростей ветра на основании данных более 200 метеостанций России о ветровом потенциале выявили ряд районов (на восточном побережье Северного Ледовитого океана, Охотского моря, в Приморье, на Камчатке, Курильской гряде, в горах Казахстана, Кавказа, Крыма и др.), где экономически обоснованными являются расчетные скорости ветра 18-20 м/с и рабочий диапазон скоростей ветра высокой обеспеченности — до 30 м/с. Как показали исследования казахских специалистов, проведенные для района Джунгарских ворот (здесь при среднегодовой скорости ветра 8 м/с преобладает ветер со скоростью более 15 м/с), начальная скорость ветра слабо влияет на уровень используемой энергии. Так, при изменении начальной скорости ветра от 4.5 до 7.5 м/с выработка электроэнергии снижается менее чем на 2%. Влияние же расчетной скорости ветра на выработку электроэнергии весьма велико. Например, увеличение расчетной скорости ветра с 10.4 до 20 м/с приводит к увеличению выработки более чем в 4 раза. Это свидетельствует о том, что для районов с высоким ветровым потенциалом значения расчетной скорости ветра, принимаемые для обычных ВЭУ, оказываются недостаточными, так как при этом окажутся недоиспользованными слишком большие ветроэнергетические ресурсы.

Как было указано выше, рабочий диапазон скоростей ветра для тихоходных вертикально-осевых ВЭУ повышается до 20-25 м/с, в связи с чем в районах с высоким ветровым потенциалом без всякого сомнения вертикально-осевые ВЭУ заведомо предпочтительнее.

Ветрогенераторы (ветроустановки) ГРЦ-Вертикаль работают в диапазоне скоростей ветра 4-60 м/с, при номинальной (рабочей) скорости 10.4 м/с. По достижении номинала скорость ВЭУ стабилизируется за счет аэродинамических тормозов.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

Тихоходные вертикально-осевые ВЭУ с точки зрения воздействия на окружающую среду имеют преимущества перед быстроходными горизонтальными пропеллерными: при их работе ниже все уровни аэродинамических и инфрашумов, вибрации, меньше теле- и радиопомехи, меньше радиус разброса обломков лопастей в случае их разрушения, ниже вероятность столкновения лопастей с птицами.

В частности, уровень шума ветрогенераторов ГРЦ-Вертикаль находится в пределах 40-50 Дб в непосредственной близости к ВЭУ, а на расстоянии 10 метров заглушается шумами окружающей среды. Для сравнения, шум вентилятора компьютера составляет 50 Дб. Электромагнитные колебания практически отсутствуют, в связи с чем данные ветроустановки можно размещать вблизи коммуникационных центров (в т.ч. аэропортах), где требования к чистоте эфира достаточно высоки в связи с присутствием навигационного оборудования.

Горизонтальные и вертикальные вибросмещения мачты и ступицы, возникающие при действии аэродинамических и инерционных возмущающих сил, могут также явиться последствием дисбаланса (смещения центра масс) ротора. Большинство исследований виброколебаний вертикально-осевых установок, служащих основной причиной возникновения шумов и инфразвука, было проведено в ООО “ГРЦ-Вертикаль”. В отличие от горизонтально-осевых пропеллеров малой мощности (до 10 кВт), вызывающих вертикальные вибросмещения амплитудой до 5 мм, ВЭУ “ГРЦ-Вертикаль” генерируют вибросмещение до 0.2 мм, что не оказывает существенного влияния на фундамент или сооружение, на котором расположена ВЭУ. Более того, согласно применимым ГОСТам и СНиПам такие ВЭУ можно располагать на жилых, офисных и производственных зданиях, не говоря о сложных инженерных сооружениях (мосты, фермы, и т.д.).

ХАРАКТЕРИСТИКИ МАССЫ

Для приведенной ниже сравнительной оценки рассматривались характеристики трех ветроустановок: NEWECS-45 (Голландия), ВТО- 1250Б (Россия), предварительный проект установки Д. де Рензо (США), из которых ВТО- 1250Б является вертикально-осевой:

ХАРАКТЕРИСТИКИNEWECS-45ВТО-1250БД. де Рензо
Установленная мощность, МВт11.251.5
Расчетная скорость ветра, м/с14.12011.5
Массовые характеристики, кг:
     ветроколесо, в том числе:4000017430
            — лопасть300040002580
            — втулка (ступица)19000800012270
            — траверса16000
     система передачи момента, в том числе:1600035180
            — редуктор2000 1000020860
            — прочее —600014320
     электрическая система, в том числе:10000
            — генератор 300050006950
     опорная башня 700007000069360
     прочие системы —6000
Общая масса, кг142000136000128940

Необходимо отметить, что массовые характеристики предварительного проекта установки Д. де Рензо получены расчетным путем на основании теоретических методик, и при рабочем проектировании с учетом конкретных конструктивных и технологических требований реальные характеристики ветроустановки будут конечно выше.

Из приведенных данных видно, что рабочие органы (лопасть, траверса) ветроколеса горизонтально-осевой пропеллерной установки легче вертикально-осевой, однако втулка (ступица) у них значительно тяжелее. Система передачи момента легче у вертикально-осевой установки, даже несмотря на наличие в ряде случаев трансмиссионного вала. Массы электрической системы и опорной башни установок обоих типов примерно одного порядка.

Общая масса рассмотренных установок находится примерно на одном уровне с небольшим преимуществом вертикально-осевой ВЭУ благодаря отсутствию гондолы, механизмов и систем ориентации на ветер и поворота лопастей.

В ветроустановках ГРЦ-Вертикаль трансмиссионный вал отсутствует, что создает дополнительное преимущество этих установок перед остальными вертикально-осевыми ВЭУ.

В сложном сочетании свойств, чаще всего двойственно характеризующих каждый из типов ВЭУ, невозможно разобраться методами их качественной оценки (тяжелее-легче, сложнее-проще, эффективно-неэффективно). Необходим количественный анализ всего комплекса характеристик ВЭУ на основе теоретических и модельно-экспериментальных исследований с получением данных об эффективности ветроустановок обоих типов в экономической и метеорологической обстановке конкретного региона.

Если сравнивать с требованиями к ветроэлектрическим установкам средней мощности (до 1 МВт), то требования к установкам мегаваттного класса более высокие, в первую очередь в части потребительских свойств (надежность, экологическая чистота, удобство обслуживания и ремонта, простота конструкции, срок эксплуатации и т.п.). Учитываются и такие важные свойства, как экономическая эффективность, стоимость строительства, затраты на эксплуатацию и т. п. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют вертикально-осевые ВЭУ, не уступающие горизонтально-осевым пропеллерным по энергетическим характеристикам, но отличающиеся свойствами, которые могут обеспечить снижение себестоимости электроэнергии в районах с повышенным ветровым потенциалом.

По оценкам экспертов установки ГРЦ-Вертикаль малой мощности также имеют преимущество перед горизонтально-осевыми ВЭУ.

Если рассуждать в самом общем плане, то необходимо подчеркнуть, что одной схемой, как и одним типоразмером ВЭУ, не удовлетворить потребности всех регионов даже одной страны. Ветроэнергетика как подотрасль энергетики станет конкурентоспособной только при условии развития различных направлений, способных создать государственный рынок ветроэнергетической техники.

Инновационная вертикально-осевая турбина. Не только ветрогенератор!

Вертикально-осевые ветряные турбины стали современным трендом. Они производят меньше шума и не требуют больших вложений при производстве, проще и дешевле в обслуживании, в отличие от горизонтально-осевых ветряков. Однако общей теории вертикально-осевых турбин нет до сих пор. Недостатком этих систем принято считать коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ), составляющий примерно треть от энергии ветра в створе ротора. Это относят к якобы наиболее совершенным из них – турбинам Дарье, разработанным еще 1926 году. За минувший век появились ядерные авианосцы, орбитальные беспилотникии и смартфоны с самыми замысловатыми опциями. Что мешает превзойти турбины известного в прошлом месье Дарье? Вполне вероятно это те же причины, по которым маститые учёные отказывали в праве на существование летательным «аппаратам тяжелее воздуха» в ХIХ веке.

В 2012 году небольшим тиражом вышла книга Д. М. Горелова «Аэродинамика ветроколёс с вертикальной осью вращения» (Институт математики Сибирского отделения РАН). С позиций официальной науки, зачастую признающей очевидное только после реализации инженерами (здесь уместен пример братьев Райт), в книге Дмитрия Николаевича излагаются ненаучные утверждения. В чём же их суть? В частности, в этих строках:

«Незыблемым остаётся утверждение, что энергетические характеристики ротора Дарье ограничены предельными характеристиками ветроколеса пропеллерного типа. Такие выводы мне представляются сомнительными».

Далее поясняется, что лопасти вертикальной турбины обтекает пульсирующий поток, аналогичный тому, что создаёт летящая птица. Хотя теория идеального пропеллера создана для стационарного воздушного потока — http://x-vint.ru/index12.html.

Таким образом, ставится под сомнение печально известная абстракция «сферического коня в вакууме». Если отбросить в сторону эту псевдо – парадигму, то остаётся признать, что энергетические возможности вертикально – осевых турбин не ограничены тем пределом, который установлен теорией для пропеллерных ветряных генераторов (59,3 % от энергии ветра в створе ротора). Исходя из этих резонных положений, автор статьи пришёл к идее вертикально – осевой ветротурбины (VAWT) новой «архитектуры». В ней использован принцип природного явления — смерча. Турбина превращает поток ветра в восходящий вихрь, который «наматывается» на многолопастный ротор, как кокон. Лопасти мешают прохождению воздуха напрямую, он спирально обтекает полость ротора, передавая трением ему свою энергию. Поток взаимодействует не только с этими лопастями, но и со связанными с ротором наклонными антикрыльями. С верхом лопастей соединена горизонтальная крыльчатка. Она также взаимодействует с восходящим вихрем. Такая совокупность признаков создаёт парадоксальную возможность увеличения ометаемой ветром площади ротора без увеличения его габаритов, поскольку ометается не только внешняя его поверхность. Изображение турбины приведено ниже.

В 2016 году были изготовлены две действующие модели таких турбин. Высота вертикальных лопастей и поперечные габариты роторов равнялись 800 мм. Все упомянутые выше элементы ротора имели аэродинамический профиль ClarK Y. Толщина профиля 11% от длины хорды. Обе модели имели горизонтальные крыльчатки с девятью лопастями, каждая из которых связана с одной из вертикальных лопастей ротора и с центральной мачтой, которая вращается совместно со всей конструкцией. Первая модель (фото приведено ниже) имела девять антикрыльев, вторая — 18. При скорости ветра 11м/с вторая турбина развила мощность 220 Вт и имела на холостом ходу частоту вращения около 80 об/ мин. Обе турбины работали в приземном пограничном слое, стоя на канцелярском столе. Это не помешало им достичь КИЭВ 0,42 и 0,48 соответственно, что не уступает горизонтально — осевым турбинам, вынесенным за пределы зоны турбулентности посредством монтажа на высокие мачты.

На турбине номер два был замечен снос её по поверхности стола в направлении, перпендикулярном направлению ветра. То есть, впервые обнаружено, что эффект Магнуса справедлив не только для тел вращения со сплошной поверхностью. Открывается возможность освоить новое направление в судостроении путём использования этой турбины в качестве движущих установок небольших судов и больших кораблей (в дополнение к основным силовым установкам) для экономии топлива. Вращающаяся турбина при взаимодействии с ветровым потоком вызывает поперечную силу, движущую корабль, а на стоянке турбина вращает генератор, вырабатывающий электричество. Более подробно о судах с движителем на основе эффекта Магнуса можно прочитать здесь. Хотя эти вертикальные роторы и вертикальные крылья создают силу, движущую корабль с помощью ветра так же, как и старые паруса, роторы Магнуса требуют внешнего привода для их вращения, а крылья требуют вентилятора опять же с внешним приводом. И, кроме того, эти двое установок не способны вырабатывать энергию при воздействии на них ветра.

В настоящее время в рамках ростовской группы компаний «Ростехно» ведётся совершенствование описанных турбин, с деятельным и, что особенно радует, творческим коллективом с обострённым чувством нового. Это вселяет уверенность в успехе перспективного направления!

Приоритет ветротурбины на сегодня защищён следующими документами: Решение о выдаче патента РК по заявке 2015/470.1 «Ветроэнергетический агрегат», Решение о выдаче патента РК по заявке 2016/0104.1 «Ротор ветродвигателя». Однако подготовлены и значительные усовершенствования, выходящие за рамки данной статьи и дающие решающие преимущества над попытками пиратского воспроизведения описанной выше турбины.

Сергей Владимирович Геллер, г. Ростов-на-Дону.

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

+7(952)415 25 80

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Вертикальный ветрогенератор

Почему вертикальный ветрогенератор именуют вертикальным?

Тот ветряк, который мыслят себе чаще всего и в первую очередь – это ветрогенератор в виде пропеллера. Многие даже не подозревают, что существуют какие-то другие. На самом же деле ветрогенераторы бывают и другого вида. Одни напоминают вращающуюся колонну, другие — цепочную карусель как в парке аттракционов. Только на месте цепочек располагаются вертикально расположенные лопасти. Такие ветрогенераторы называют вертикальными. Почему вертикальными? – Потому, что ось вращающегося генератора смотрит вверх, то есть, расположена вертикально.

В чём состоял замысел вертикального ветрогенератора

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения имеют конструкцию более сложную. Ведь вертикально установленные лопасти нужно удерживать в этом положении, причём надёжно удерживать на расстоянии от оси вращения. Зачем же тогда разрабатывали и внедряли такой агрегат?

Основными идеями, согласно которым создавался ветрогенератор ветрикально осевой, были следующие. Первая в том, что поскольку лопастям вертикалки всё равно с какой стороны на них дует ветер, всю конструкцию не нужно разворачивать к ветру как это делает флюгер. За счёт этого ветряку не нужно подстраиваться под меняющееся направление ветра в ходе которого теряется часть энергии.

Вторая, — тихоходность, а, следовательно, малошумность установки. Поскольку большие обороты здесь недопустимы, шум от вращающихся частей заметно ниже. А значит такой ветряк безо всяких опасений может быть установлен в городе и местах жилой застройки.

Третья идея, — большая устойчивость вертикального ветрогенератора к буревым ветрам. Этому способствует и эффект волчка, затрудняющий отклонение ротора от оси вращения. И то, что лопасти постоянно уходят от ветра. А в заторможенном состоянии плоскость лобового столкновения лопастей с ветром ниже, чем у горизонталки.

Технические особенности роторных ветрогенераторов последних моделей

Прежде всего, отметим, что наибольшее распространение получили и серийно выпускаются роторные ортогональные ветрогенераторы. Его вид представлен на фото.

В новейших моделях установок получили реализацию следующие новшества. В первую очередь, — это трёхярусный ротор. Лопасти такого ротора стали более лёгкими, крепление их более надёжно и распределены они более равномерно по радиусу.

Другим новшеством является каркасное оформление ветряка. Здесь низ и верх ротора имеют опоры. Соответственно его вращение более ровно и сам он надёжнее. Каркас позволяет устанавливать вертикальные ветрогенератор даже без мачты просто на плоскую поверхность или даже землю. А, будучи закреплённым, на подставке он особенно хорош для монтажа на плоской крыше. Также на подставке могут быть закреплены солнечные батареи.

Чтобы точнее выбрать и купить ветрогенератор посетите наш каталог.

Новые 6-лопастные ветряные турбины с вертикальной осью могут обеспечить безопасность вашего автономного дома в течение 30 лет

Новая 6-лопастная турбина IceWind с вертикальной осью для выработки электроэнергии с помощью ветра.

IceWind

Обновлено 21 августа с комментариями специалиста по ветроэнергетике

Исландская компания по возобновляемым источникам энергии IceWind запускает свои инновационные шестилопастные ветряные турбины для домашнего использования в США.

Wind теперь составляет 7.2% электроэнергии вырабатывается в Соединенных Штатах, и IceWind утверждает, что менее чем за десять лет, к 2030 году, эта цифра составит около 20%. 747. Вся зеленая энергия — это хорошо — хотя есть опасения по поводу потери птиц, — но домовладелец вряд ли сможет ее установить.

Новая модель Freya от IceWind, которая стоит от 3200 долларов, имеет совершенно другой дизайн.

«То, что мы разработали в IceWind, на самом деле является ветряной турбиной с вертикальной осью», — сказал мне недавно в подкасте TechFirst Сэмюэл Гербус, один из инженеров-механиков IceWind.«Большая разница в тех больших турбинах, когда ветер дует с разных сторон, вам нужно либо использовать редуктор, чтобы изменить эти лопасти, чтобы они смотрели на это направление ветра, либо остановите их и измените его. Ветровые турбины с вертикальной осью являются всенаправленными. Мы можем встречать ветер с любого направления ».

Конструкция с шестью лопастями создана специально: внутренние лопасти обеспечивают низкие стартовые скорости, сказал мне Гербус, а также действуют как тормоз, когда скорость ветра становится слишком высокой.

Кроме того, конструкция более безопасна для домашней установки — нет огромных вращающихся лопастей, подобных пропеллерам — и «полностью безопасна» для птиц.компания говорит. К тому же они тихие: до 30 децибел шума.

Другим важным преимуществом для владельцев домов, которые хотят дополнить свое сетевое питание или полностью запитать автономную кабину, является долговечность. Хотя только долгосрочные испытания могут быть окончательными, по словам Гербуса, турбины построены так, чтобы выдерживать ветры со скоростью «более 130 миль в час» и защищены от попадания пыли, льда, воды или грязи в генератор. Изготовленные из алюминия и нержавеющей стали, лезвия служат значительно дольше, чем лезвия, изготовленные из нейлонового волокна, стали, пластика или стекловолокна.В конце концов, компания базируется в Исландии, которая не известна своим длинным летом и мягкой погодой. Хотя он и не такой холодный, как некоторые думают, он испытывает относительно постоянный ветер со случайными ураганами со скоростью до 160 миль в час.

Конечно, это крайний пример.

Вы не можете запитать весь свой дом от одной Freya. Гербус сказал мне, что он будет обеспечивать только от 150 до 200 Вт при скорости ветра 25 миль в час. Так что для питания типичного большого дома в США вам понадобится несколько.(Дрю Герц, инженер Northwind Engineering, говорит, что вам понадобится шесть, даже если скорость ветра будет постоянно оставаться на уровне 25 миль в час и, вероятно, больше, поскольку это нереально.)

IceWind заявляет, что в какой-то момент в будущем у него будет более крупная модель, способная в 7–12 раз увеличить выходную мощность.

Гербус не стал уточнять период окупаемости, но сказал, что большинство инвестиций в возобновляемые источники энергии окупают ваши первоначальные затраты через пять-десять лет. Однако Герц, инженер из Northwind, считает это очень оптимистичным для небольшой системы.

(я не думаю, что солнечная крыша Tesla попадает в эту категорию, но она также обеспечивает крышу, которая вам понадобится в любом случае. Солнечные крыши Tesla могут стоить около 25000 долларов после федеральных скидок на систему в десять киловатт.)

Прямо сейчас Freya лучше всего подходит для дополнительных целей, если только вы не находитесь в очень ветреном месте или не хотите использовать несколько турбин. Это также отличный дополнительный компонент к системе смешанного источника энергии.

Другой тип ветрогенератора от IceWind.

IceWind

«Это действительно зависит от того, где вы находитесь, и какой возобновляемый источник будет работать для вас и вашего региона», — говорит Гербус. «В Аризоне вам, вероятно, не понадобится ветряная электростанция. Вам, вероятно, понадобится больше солнечной батареи, а в ветреной и облачной среде вам понадобятся ветряные турбины, а не солнечная батарея. И затем, как наша компания в IceWind, у которой есть много геотермальных мощностей, это то, что вы там используете … и я думаю, что это самая красивая часть, потому что в любом регионе, независимо от того, где вы находитесь, есть какая-то способность использовать возобновляемые источники энергии. Энергетический ресурс.”

Еще одно преимущество?

По словам Гербуса, если вы умеете собирать мебель из ИКЕА, вы можете установить и Фрейю.

Значит, я просто смогу заставить его работать.

Полный текст нашего разговора можно найти здесь.

Лучшие ветряные турбины с вертикальной осью для домашнего использования: обзор

Когда мы думаем о ветряных турбинах, мы почти наверняка представляем себе огромные ветряные электростанции, расположенные на холмах в сельской местности или построенные в море. Мы, наверное, и не думаем покупать такой для дома.К счастью, технологические достижения в области возобновляемых источников энергии таковы, что теперь вы можете купить вертикальные ветряные турбины для домашнего использования, которые имеют элегантный дизайн, эффективны, когда дело доходит до космоса, и могут использовать силу ветра даже при легком ветру.

Независимо от того, хотите ли вы обеспечить электропитание определенной части вашего дома, хранить излишки энергии в резервном генераторе на случай отключения электроэнергии, или вы хотите добавить дополнительный элемент возобновляемой энергии в свой текущий проект дома с экологически чистой энергией, инвестируя в Вертикальная ветряная турбина — это разумный способ максимально использовать один из самых сильных, самых щедрых и бесплатных ресурсов природы: ветер.Мы рекомендуем использовать вертикальную ветряную турбину в дополнение к установке солнечных батарей, чтобы максимально использовать возможности возобновляемой энергии.

Как работают вертикальные домашние ветряные турбины?

Из приведенных выше фотографий наших лучших в своем классе продуктов вы сразу увидите, что вертикальные ветряные турбины, которые продаются для домашнего использования, не похожи ни на какие из обычных ветряных электростанций. В то время как ветряные электростанции выглядят как гигантские ветряные мельницы с достаточно большими роторами, чтобы их можно было использовать для производства электроэнергии, те, которые предназначены для домашнего использования, по сравнению с ними выглядят излишне маленькими.

Тем не менее, они работают. Единственный вопрос: как именно? Сначала давайте рассмотрим общий процесс производства энергии в ветроэнергетике. В отличие от солнечной технологии, которая использует естественное явление фотоэлектрического эффекта в элементах, состоящих из определенных материалов, энергия ветра является полностью механической технологией.

Во-первых, ветер ударяет по лопастям турбины, кинетическая энергия которого заставляет лопасти начать вращение своего ротора. (Эти лопасти разработаны с учетом переменных направлений ветра, часто изогнуты и даже закручены, чтобы максимально увеличить воздействие движущей силы ветра.) Кинетическое вращение лопастей связано с генератором в корпусе турбины через систему шестерен, которые служат для увеличения крутящего момента кинетической энергии. Как только эта энергия достигает генератора, она вызывает взаимодействие магнита и ряда медных катушек: это взаимодействие генерирует электричество. Затем электричество проходит через трансформатор, который усиливает свое напряжение для использования в вашем доме и / или офисе.

Хотя вертикальные домашние ветряные турбины могут выглядеть совсем иначе, чем крупномасштабные турбины, они функционируют почти идентично.Основное отличие — это просто форма и положение лезвий. Вертикальные домашние ветряные турбины спроектированы с лопастями, которые направлены прямо к небу, а не наружу (хотя они такие же аэродинамические, как и горизонтальные лопасти турбины) — это сделано для максимизации пространства, доступного домовладельцу, у которого, вероятно, нет свободной доступной земли. необходимо установить стоячую горизонтальную турбину. Вертикальная конструкция также делает эти турбины более универсальными, и поэтому их можно устанавливать на внедорожниках и лодках, а также по всему дому.

Получайте уведомления о наших последних розыгрышах, скидках и руководствах

Плюсы и минусы вертикальных ветряных турбин для дома

Ветряные технологии — самый быстрорастущий сектор возобновляемой энергии (даже опережающий солнечную энергию), и поэтому становится все более популярным. еще более доступным и доступным. Тем не менее, у этой технологии есть как плюсы, так и минусы.

Плюсы:

  1. Универсальность. Благодаря их компактной конструкции вам не понадобится большой газон, чтобы установить одну из этих турбин в вашем доме.Вы даже можете прикрепить его к своей крыше или взять с собой для установки на автодом или моторную лодку, благодаря погодоустойчивым материалам, из которых изготовлены эти турбины.
  2. Зеленая энергия. Наш мир страдает из-за нынешнего климатического кризиса, и последнее, что ему нужно, — это больше использовать ископаемое топливо. Замена сетевого электричества в вашем доме на экологически чистую возобновляемую электроэнергию не только рентабельна, но и полезна для земли.
  3. Экономьте на счетах. А если говорить о рентабельности, когда ваш дом питается от возобновляемых источников энергии, вы быстро обнаружите, что экономите кучу денег на счетах за электроэнергию.Хотя первоначальный инвестиционный капитал, необходимый для установки массива эко-энергии в вашем доме, может быть высоким, окупит себя и более со временем.
  4. Совместим с солнечной батареей. Сочетание вертикальной домашней ветряной турбины с солнечной может гарантировать, что у вас никогда не будет недостатка в возобновляемой электроэнергии. Когда день пасмурный, и ваши солнечные панели не получают достаточно солнечного света, высока вероятность, что ветер усилился, и ваша ветряная турбина извлечет выгоду из этого.Точно так же в тихий солнечный день, когда ваша турбина неактивна, ваши солнечные панели могут компенсировать провисание.

Минусы:

  1. Дорого. Хотя технология ветряных турбин становится все более доступной, эти комплекты иногда могут быть довольно дорогими. Для экономных потребителей окружающей среды солнечная технология может быть более привлекательным вариантом.
  2. Низкое энергопотребление. К сожалению, хотя вертикальные домашние ветряные турбины делают все возможное с доступным для них пространством, им просто не приходится конкурировать с эффективностью и производительностью их горизонтальных собратьев.Ветроэнергетика, как и солнечная энергия, нуждается в солнечном свете, нуждается в достаточном доступе к ветру. Это означает много свободного пространства вокруг турбины и лопатки турбины с большой площадью поверхности. Эти намного меньшие, гораздо более компактные турбины просто не могут производить столько электроэнергии.
  3. Зависит от ветра. Как и любая технология возобновляемой энергии, ветровые турбины полагаются на наличие естественного источника их энергии: ветра. Если вы живете в районе со слабым ветром или часто переживаете безветренные дни, вы должны быть готовы к тому, что вряд ли вы получите большую выгоду от ветряных турбин.

Обзор лучших продуктов

Взглянув на наши подборки из высшей категории, пришло время более глубоко взглянуть на самые лучшие генераторы ветряных турбин, которые может предложить рынок. Вот они, краткий обзор плюсов и минусов.

TQ 500W AC 12V 24V Ветряные турбины Генератор Фонарь

  • Торговая марка: TQ
  • Низкая скорость ветра при запуске, высокая эффективность
  • Использование интеллектуального микропроцессорного управления высокой мощности с отслеживанием
  • Защита от тайфуна более сильная
  • Безопасный и надежный Эксплуатация

Как и большинство ветряных турбин в форме фонаря на рынке (которые, как правило, имеют аналогичные эксплуатационные пределы), этот комплект мощностью 500 Вт от TQ начинает использовать энергию ветра от 2 м / с. мощность, и работоспособна от -40 ℃ ~ 80 ℃ и при ветре до 45 м / с.

Лопасти этой домашней ветряной турбины изготовлены из литого под давлением алюминиевого сплава и установлены на запатентованном интеллектуальном микропроцессоре с электромагнитной осью, что позволяет максимально эффективно использовать даже небольшой ветер. Немного дороже по сравнению с конкурентами, TQ 500W все равно станет хорошим дополнением к вашей ветроэнергетической системе; однако остерегайтесь вводящей в заблуждение информации в его списке (указывается номинальная мощность 5000 Вт, а не фактические 500 Вт его выходной мощности).

Плюсы:

  • Универсальный и прочный
  • Интеллектуальный микропроцессор и электромагнитная ось работают даже при небольшом ветре

Минусы:

  • Меньше энергии за большие деньги по сравнению с конкурирующими брендами
  • Вводящая в заблуждение информация о листинге Amazon
  • Не поставляется с контроллером.

Smaraad New Energy 400W Ветрогенератор с вертикальной осью турбины

  • Торговая марка: Smaraad
  • Горизонтальное вращение с высокой эффективностью.
  • Лопасти с изогнутой конструкцией

Как и в случае с нашим выбором «Самая тихая конструкция», в ветряной турбине Smaraad New Energy 400 Вт используются «умные» лопасти в форме крыльев самолета, чтобы минимизировать занимаемое ею пространство и при этом максимизировать выходную мощность. Smaraad обещает, что срок службы этого продукта составляет 20 лет, и предлагает своим клиентам гарантию на 1 год.

Небольшой, легкий и устойчивый Smaraad может работать при скорости ветра 2,5-25 м / с. Намного дороже, чем многие из продуктов в этом списке, с более узким полем оптимальной работы и мощностью всего 400 Вт, мы все же решили включить его в наш список из-за его уровня шума при работе <20 дБ и того факта, что что это только 1 из 2 вариантов, которые дают вам этот изящный дизайн, в то время как они доступны в нескольких цветовых вариантах.

Плюсы:

  • Заметно тише, чем у ветряных турбин, спроектированных фонарями
  • Возможность выбора нескольких цветов
  • Поставляется с контроллером MPPT 400 Вт

Минусы:

  • Самый дорогой продукт в нашем списке
  • Работает только на расстоянии до 25 м / с скорость ветра
  • Только выходная мощность 400 Вт

Ветрогенератор FLYHERO 600 Вт 12 В / 24 В

  • Торговая марка: FLYHERO
  • Низкая скорость запуска
  • Высокая степень использования энергии ветра
  • Использование гибридных ветряных солнечных батарей

Другой Разработанная в виде фонаря домашняя ветряная турбина для ваших систем возобновляемой энергии, FLYHERO выдает впечатляющую мощность 600 Вт и начинает вырабатывать электричество при скорости ветра всего 2 м / с.Вы можете купить эту ветряную турбину в гладком белом цвете с пятью лопастями из нейлонового волокна, рассчитанными на 12 В или 24 В, в зависимости от ваших потребностей.

FLYHERO обещает простую установку и еще более легкое обслуживание. С контроллером создание вашей домашней системы, использующей экологически чистую энергию, не может быть проще с таким простым продуктом, как этот.

Плюсы:

  • Мощность 600 Вт
  • Возможности 12 В или 24 В означают большую универсальность для пользователей
  • Простота установки и обслуживания

Минусы:

  • Немного дороже, чем другие почти идентичные продукты конкурентов

TOPINCN 12 В Комплект ветрогенератора с вертикальной осью 600 Вт

  • Торговая марка: TOPINCN
  • Трехфазный двигатель переменного тока
  • Принять 5-лепестковую вертикальную лопаточную башню и двухосную фланцевую башню
  • Широкое применение

Мы назвали эту домашнюю ветряную турбину нашей лучшей ценой «покупай, но не обманывайся, думая, что« ценность »- это код для дешевой.Отнюдь не. Вертикальная ветряная турбина TOPINCN 600 Вт 12 В изготовлена ​​из алюминиевого сплава и нержавеющей стали и предназначена для работы в любых погодных условиях, кроме самых экстремальных.

С помощью простого 6-ступенчатого метода установки производитель предоставляет детализированные схемы разборки продукта, которые помогут вам справиться с разборкой и повторной сборкой ветряной турбины. Кроме того, его трехфазный электродвигатель переменного тока с магнитом помогает снизить крутящий момент сопротивления на этом ветрогенераторе, эффективно увеличивая его эффективность и мощность, которую он генерирует.

Плюсы:

  • Самый доступный продукт на рынке
  • Прочная конструкция из алюминиевого сплава и нержавеющей стали
  • Мощная выходная мощность 600 Вт
  • Простая установка

NINILADY Free Energy 600 Вт Вертикальный ветрогенератор

  • Торговая марка: NINILADY
  • Конструкция с изогнутыми лопастями
  • Горизонтальное вращение и конструкция крыла самолета
  • Радиус вращения

Это может быть намного более дорогая конструкция, чем более типичная конструкция фонаря других вертикальных ветряных турбин, но мы не можем не полюбить NINILADY 600W Комплект.Разработанный так, чтобы максимально использовать доступное вам пространство, NINILADY работает при скорости ветра всего 2,5 м / с.

Это также наш лучший выбор «Самый тихий дизайн». Это означает, что если вас беспокоит снижение шума, мы настоятельно рекомендуем вам взглянуть на этот конкретный продукт. Единственным серьезным недостатком его конструкции является то, что, будучи почти бесшумным, компактным и простым в установке, он не имеет такого динамического рабочего диапазона, как модели конкурентов, разработанные с использованием фонаря, и работает только между двумя.Ветры 5 и 25 м / с.

Плюсы:

  • Уникальный компактный дизайн
  • Почти бесшумный при работе (незаметный уровень шума)
  • Привлекательный

Минусы:

  • Дорогой
  • Не такой универсальный, как другие модели

MONIPA Генератор ветровой турбины 600 Вт постоянного тока, 24 В

  • Торговая марка: MONIPA
  • Высокая производительность
  • Фонарь Мотор Вертикальная ось Ветряная мельница

С 5 лопастями из нейлонового волокна, расположенными в привлекательной форме фонаря, и выкачивающими 600 Вт постоянного тока 24 В, MONIPA вертикальный Осевая ветровая турбина максимально использует энергию ветра, несмотря на ее небольшой и компактный корпус.Он идеально подходит для домов, уличных фонарей, мониторинга освещения, использования на море, а также для дополнения уже существующей энергосистемы.

Также доступный (лишь немного дороже, чем наш комплект Best Value), трехфазный генератор Maglev от MONIPA работает от ветра со скоростью от 2 м / с и до 45 м / с, в то время как он может выдерживать температуры от -40 ℃ (минимум) до 80 ℃ (максимум).

Плюсы:

  • Доступный
  • Долговечный
  • Универсальный

Руководство покупателя

При рассмотрении вопроса об установке ветряной турбины в вашем доме важно учитывать несколько моментов.

Пространство и расположение

Где вы собираетесь установить у себя дома ветряную турбину с вертикальной осью? Очевидно, вы захотите установить его там, где ваша собственность наиболее подвержена ветру — например, телефонные столбы станут отличной опорой для ветряных турбин. Однако вам также необходимо убедиться, что в выбранном вами комплекте имеется достаточная длина проводки для подключения к вашей основной электросети или системе возобновляемых источников энергии. Что касается места, то, если вам это нужно, то предпочтительнее использовать один из комплектов с крыльями самолета, тогда как если у вас есть свободное место, вполне подойдет ветряная турбина в форме фонаря.

Шум

Размеры ветряных турбин, которые мы обсуждали в этой статье, на самом деле недостаточно велики, чтобы быть особенно шумными, но если предположить, что вы живете в тихом районе и не хотите каких-либо дополнительных помех, то опять же , эти комплекты лопастей самолета предпочтительнее (хотя и более дорогие).

Бюджет

Это может показаться очевидным, но это важный элемент, который необходимо учитывать. Больше не всегда означает лучше, и в случае домашних ветряных турбин с вертикальной осью ни одно дорогое не всегда означает больше энергии.Фактически, наша «Лучшая бюджетная» турбина дает действительно хороший импульс по очень привлекательной цене, а также долговечна. Не позволяйте обманом тратить больше без необходимости — будьте осторожны со своими деньгами и взвешивайте стоимость с тем, как выбранный вами продукт сравнивается с другими более дешевыми вариантами.

Требуемая мощность

Это, несомненно, самая важная вещь, которую необходимо учитывать. В частности: что вы хотите получить от своей домашней ветряной турбины? Простой факт в том, что если вы хотите, чтобы ветряная турбина вносила большой объем электроэнергии в вашу домашнюю энергосистему, то использование одной только вертикальной ветряной турбины составляет , но вы не собираетесь сокращать ее .Мы настоятельно рекомендуем добавить вертикальную ветряную турбину в качестве дополнительного элемента в систему возобновляемых источников энергии, желательно связать вашу турбину с солнечной энергией, чтобы даже при слабом ветре вы могли использовать возобновляемую энергию солнца. Более того, если у вас есть для этого земля и вы хотите полностью отключиться от сети, мы рекомендуем инвестировать в горизонтальную ветряную турбину — конечно, больше денег, но в равной степени вы получите гораздо больше энергии.

Доска Pinterest

Ознакомьтесь с нашей обновленной доской Pinterest с лучшими вертикальными ветряными турбинами для дома:

Часто задаваемые вопросы

Почему вы рекомендуете совмещать энергию ветра с солнечной?

Если вы используете только энергию ветра, что происходит в тихий солнечный день? Соединение недавно купленной ветряной турбины с вертикальной осью и домашней солнечной системой означает, что даже в те дни вы можете использовать возобновляемые источники энергии; а затем, когда у вас будет солнце и ветер , вы сможете втянуть всю зеленую энергию, какую только возможно.

В чем разница между двумя основными конструкциями вертикальных домашних ветряных турбин?

Более высокая из двух, которую мы здесь назвали «лопастями с крыльями самолета», предназначена для максимального увеличения эффективности использования пространства и снижения шума, в то время как турбины «в форме фонаря» передают мощность в космос и производят единиц. немного больше шума на (правда, при достаточно тихой работе).

В чем разница между «вертикальными» и «горизонтальными» домашними ветряными турбинами?

Во многом то же самое, что и разница между двумя различными конструкциями вертикального типа — в одном отдается предпочтение пространству над энергией, а в другом — энергии над пространством.«Горизонтальные» турбины, подобные тем, что вы видели на ветряных электростанциях, производят намного больше энергии, чем их вертикальные собратья, но как таковые занимают гораздо больше места; тогда как «вертикальные» турбины малы и достаточно компактны, чтобы их можно было установить практически на любом участке, независимо от места, но они, как правило, не производят столько энергии.

Легко ли установить эти домашние ветряные установки?

Большинство из них, да. Однако вам понадобится генератор, чтобы подключить их или подключить напрямую к устройству, которое вы хотите использовать с помощью энергии ветра.Возможно, более сложный в установке, чем солнечная энергия, так как требует некоторых ноу-хау в области электропроводки.

Вертикально-осевые ветряные турбины: что делает их лучше?

Возможно, вы недавно видели в Интернете эту фотографию плавающей оффшорной ветряной турбины с вертикальной осью (VAWT) EDF под названием «Vertiwind». Его номинальная мощность — два мегаватта. Vertiwind станет частью проекта EDF-EN по созданию морской ветряной электростанции под названием Inflow, финансируемому Европейской комиссией.

Странный дизайн вызвал у меня любопытство по поводу VAWT.Почему разработчик выбрал VAWT вместо ветряной турбины с горизонтальной осью (HAWT)? И есть ли веские причины для большего числа разработчиков рассматривать модели VAWT?

Французская Vertiwind со временем уйдет на офшор.

Давайте посмотрим, как работает VAWT и как он сочетается с ветряной турбиной с горизонтальной осью. Есть три основных преимущества VAWT перед HAWT и столько же недостатков. Например:

Меньше компонентов — Очевидно, вал главного ротора VAWT ориентирован вертикально, а не горизонтально.Преимущество здесь заключается в сокращении количества деталей. Обычный HAWT сначала должен быть ориентирован против ветра, прежде чем лопасти смогут вращаться. Напротив, лопасти VAWT ловят ветер в любом направлении без ориентации по направлению. Это делает его идеальным для порывистых погодных условий. Более того, нет необходимости в компонентах для контроля рыскания и тангажа.

Безопасность — Предотвращение подъема рабочих на высокие турбинные башни также делает VAWT более безопасной альтернативой. Затраты на техническое обслуживание дополнительно снижаются, поскольку редукторы, генераторы и большинство электрических и механических компонентов находятся на уровне земли или около него, что позволяет избежать необходимости в подъемном снаряжении, подъемниках и компенсации за опасность.

Масштабирование — проект может масштабироваться и оставаться достаточно эффективным в густонаселенных городских районах или на крышах домов, где другие возобновляемые технологии могут оказаться неприменимыми. Жилые возможности модели VAWT кажутся многообещающими в плане снижения потребления энергии из углеводородных источников.

Несмотря на плюсы, есть веские причины, по которым многие скептически относятся к возможности применения VAWT на ветряных электростанциях. Например:

Эффективность — Когда ветер дует на лопасти HAWT, все они способствуют производству энергии.Когда ветер дует на турбину с вертикальной осью, только часть лопастей создает крутящий момент, в то время как другие части просто «двигаются вперед». Результат — сравнительно сниженная эффективность производства электроэнергии.

Проще говоря, поскольку эффективность выработки электроэнергии не так хороша, VAWT не являются хорошими долгосрочными инвестициями. В конечном итоге именно поэтому разработчики ветроэнергетики остановились на HAWT. Самая большая забота владельца — это просто выработать как можно больше энергии за 20 с лишним лет. До недавнего времени ни один прототип VAWT не был близок к долговременной генерирующей мощности конструкций с горизонтальной осью.Обычные VAWT не имеют такого оптимизационного контроля, по крайней мере, пока.

Масштабирование — Существует ряд препятствий на пути увеличения масштабов VAWT до коммерческого размера. Во-первых, они не такие прочные по конструкции, как HAWT. Это связано с тем, что HAWT несет наибольшую нагрузку по сравнению с широко используемыми моделями VAWT.

Большое VAWT должно быть закреплено большим количеством длинных оттяжек, особенно так называемых «взбивателей для яиц» (ссылка здесь). Согласно общепринятому мнению, ветряная электростанция VAWT коммерческого масштаба потребует больше материалов и места для выработки такого же количества энергии, как ферма, оснащенная турбинами с горизонтальной осью.Дело не в том, что НОЖТ нельзя масштабировать для коммерческих целей, они могут, но ряд определенных проблем при этом не имеет преимуществ с точки зрения затрат или эффективности.

Турбина Архимеда может быть компромиссом между VAWT и HAWT.

Больше обслуживания — Хотя VAWT имеет меньше компонентов, которые могут изнашиваться и требовать ремонта, силы, действующие на машину, более турбулентные, чем на HAWT. Когда HAWT направлен в правильном направлении, лопасти также расположены оптимально.Вот почему элементы управления по тангажу и рысканью окупаются затратами на техническое обслуживание, которые они несут, по сравнению с отсутствием этих элементов управления вообще.

Кроме того, небольшие VAWT, которые можно найти на вершине городской структуры, такой как стадион или многоквартирный дом, испытывают то, что некоторые называют силой столкновения. Они создают боковое напряжение, которое можно учесть только при использовании более прочных материалов и при регулярном техническом обслуживании.

VAWTS по-прежнему популярны среди энтузиастов и инженеров-любителей, потому что они создают ряд увлекательных проблем и могут быть использованы при их решении.Они остаются популярными для небольших и жилых помещений, где ограниченное пространство ограничивает возможности установки возобновляемых источников энергии. Однако это может измениться в ближайшем будущем с недавно объявленным проектом Archimedes (ссылка), который ближе к HAWT. Более того, из-за своего небольшого размера он разделяет некоторые преимущества моделей HAWT и VAWT.

А как насчет оффшорных VAWT? Одним из аргументов, препятствующих развитию оффшорных НОЖТ, являются (предполагаемые) ограничения по размеру, а также доказанная и значительная генерирующая мощность оффшорных НОЖТ.Принято считать, что должен быть предел тому, насколько крупные разработчики могут использовать традиционный дизайн HAWT, а производители оригинального оборудования могут приближаться к этому пределу. Так почему бы не делать насилие в отношении женщин?

Трудно утверждать, что потенциальные преимущества дизайна VAWT стоят ресурсов на разработку. На текущем рынке у инвесторов и девелоперов есть основания скептически относиться к НОЖТ в офшорах. Но отдайте должное EDF-EN за попытку сделать что-то по-другому и за то, что он не уклоняется от технических проблем, упомянутых здесь.Тем не менее, я пока не убежден в необходимости такого проекта, не говоря уже о его рентабельности по сравнению с установленным дизайном с горизонтальной осью.

Меречицкий Андрей


В рубрике: Турбины
С тегами: hawt, VAWT

Ветряная турбина с вертикальной осью — обзор

2 Анализ концепции гусеничного транспортного средства

Другой тип VAWT, концепция крыла гусеничного транспортного средства, привлек значительное внимание двух исследователей .Одна из работ — это работа Поуэ и его сотрудников, краткое изложение которой дано в Powe (1977; и очень похоже в Powe и др. , 1974), в котором приводится приблизительное сравнение характеристик с пропеллером. Другой — это работа Лапина (1976), который также сообщает о параллельном исследовании концепции Мадараса с использованием ротора Флеттнера и проводит сравнение этих двух систем.

Лапин представляет свой аэродинамический анализ довольно подробно, следуя общим принципам теории движения и лопаточных элементов теории винтового типа для аэродинамического типа и используя соотношение скоростей α = ω R / V ≡ скорость вращения ротора / скорость ветра. в месте расположения ротора, соответствующем углу атаки для вращающегося ротора Флеттнера.Анализ выполняется для соотношений сторон 4, 6 и 9 с использованием оптимального угла атаки для максимального крутящего момента в каждом угловом положении, выбранном для расчета вокруг пути. Данные о крыле для C L и C D (включая индуцированное сопротивление) доступны и надежны для известных аэродинамических поверхностей, но данные для роторов скудны и ненадежны в той степени, в которой они сопоставимы с данными для крыльев. Лапин использует то, что доступно, но подчеркивает, что необходимы дополнительные экспериментальные значения. Большинство расчетов относится к круговой дорожке, но очевидно, что прямая дорожка, перпендикулярная ветру, даст значительно большую производительность.Таким образом, плоский овал или трасса гоночной трассы лучше подходят для ветра преимущественно с одного направления, так как пропульсивный эффект поддерживается на максимальном значении на большей части круга. Подробно рассматривается потеря мощности из-за тандемных роторов, т. Е. Различия в производительности в положениях вверх по потоку и положениях вниз по потоку. Анализ основан на теории тандемных приводных дисков, изложенной в Разделе II, B, но с этими взаимосвязями довольно сложно справиться напрямую.Однако описывается вычислительная процедура, и процедура выполняется полуграфически. Данные о характеристиках приводятся для этой потери мощности, а также для случая отсутствия потерь, т. Е. Предполагается, что смешивание между положениями по ветру и по ветру восстанавливает состояние набегающего потока.

Lapin учитывает дополнительные силы сопротивления из-за нестандартной системы, которые являются значительными. Это силы трения качения из-за (1) веса ротора, тележки и т. Д. И (2) поперечной силы.Использованы коэффициенты трения качения из техники грузовых вагонов. Поперечное усилие вычисляется в терминах выражений аэродинамической силы и, таким образом, изменяется в зависимости от положения. Максимальная поперечная сила важна для расчета структурных напряжений и опрокидывающего момента. Существует также сопротивление тележки, которое рассчитывается с коэффициентом сопротивления, равным аэродинамической эквивалентной площади плоской пластины, принимаемой как инвариантной с углом потока и интегрированной по контуру для изменения углового положения.Он приводит примеры общих коэффициентов мощности и потерь мощности для различных параметров системы. Лапин упоминает о невыгодном эффекте того, что гусеничная система должна работать при более низких скоростях ветра у земли из-за пограничного слоя, но специально не включает в свои данные какой-либо фактор для этого.

Powe (1977; Powe et al. , 1974) начинает с анализа импульса контрольного объема для системы гусеничных летательных аппаратов с аэродинамическим профилем, принимая во внимание изменение скорости из-за влияния земли, и указывает, что теоретически это турбина такого типа будет давать примерно на 19% больше мощности, чем турбина пропеллерного типа, при этом каждая установка имеет средний размах лопастей H на высоте H /2 над землей.Для систем с центральной точкой лопасти, поднятой выше этой минимальной высоты, концепция крыла гусеничного транспортного средства дает примерно на 26% больше мощности, чем соответствующий тип гребного винта. Это его основа для исследования этого типа WECS.

Анализ рассматривает только плоскую овальную трассу (гоночная трасса), без учета мощности на поворотах. В двух статьях Powe (1977; Powe и др. , 1974) аэродинамический анализ минимален, а проблема значения интерференционного фактора a и фактического значения скорости потока диска не соответствует действительности. обсуждали.Были исследованы несколько профилей из серии NACA, при этом для подробных расчетов был выбран широко распространенный тип 0012 с поправками на конечное удлинение. Сопротивления системы подразделяются на два сопротивления качению из-за вертикальных и горизонтальных сил на пути, сопротивление из-за кривизны пути и аэродинамическое сопротивление. Простое выражение для сопротивления качению было взято из железнодорожной литературы в терминах веса, при этом вес взят с учетом аэродинамических сил подъемной силы и сопротивления, которые создают момент, вызывающий вертикальную силу, действующую на путь.Аэродинамическое сопротивление вагонов было разбито на значение для ведущего вагона как у обтекаемого локомотива, остальное — для обтекаемых железнодорожных вагонов, и третье значение для не модернизированных вагонов использовалось для поворотов.

Расстояние между профилями крыла учитывалось, при этом оценка производилась с вертикальными осями соседних профилей, отстоящими друг от друга на одну хорду. Это было основано на рассмотрении минимального расстояния для минимизации площади приземления и длины пути, а также на том факте, что оси аэродинамического профиля должны находиться на расстоянии не менее одной хорды, чтобы вращаться в поворотах.Эффект неполного восстановления был учтен в одном конкретном расчете, приняв значение скорости ветра с подветренной стороны как 75% от значений скорости набегающего потока. Влияние изменения скорости и направления ветра на определение фактического выхода энергии за период времени было оценено с использованием данных с базы ВВС в Монтане, поскольку подробные значения были доступны за 25-летний период.

Компьютерная программа была составлена ​​с использованием системных параметров геометрии и веса, характеристик профиля и спектра ветра в качестве входных данных.Производительность дана в общем выражении в виде энергии в месяц и в виде энергии в месяц на единицу площади, с площадью как в виде общей рабочей площади, включая витки, так и в виде единицы площади лопасти. Четвертый выходной показатель — это энергия в месяц на единицу веса системы. Другие вычисленные, но не указанные выходные данные — это скорости каретки, углы атаки и т. Д., Относящиеся к анализу характеристик компонентов и условий эксплуатации.

Производительность этих систем гусеничных транспортных средств, как Lapin, так и Powe et al. будет рассмотрен позже.

Что стало с ветряком с вертикальной осью?


Наряду с историей о сегодняшней коммерчески успешной винтовой ветряной турбине с горизонтальной осью (HAWT), есть менее известная история с ветряной турбиной с вертикальной осью (VAWT). Когда-то рассматриваемые в качестве конкурента в установлении стандарта дизайна ветряных турбин, VAWT для коммунальных предприятий становятся все более и более необычным зрелищем. Тем не менее, прототипы VAWT для коммунальных предприятий время от времени все еще появляются, поскольку делаются попытки внедрить технологию вертикальной оси на рынке, где полностью доминируют станки с горизонтальной осью.Это ретроспективный обзор проектов VAWT для коммунальных предприятий с турбинами мощностью 100 кВт и более.


Есть записи о ветряных турбинах с вертикальной осью еще в Персии 9-го века или даже в афганском нагорье 7-го века до нашей эры. Эти ранние VAWT были простыми устройствами, основанными на аэродинамическом сопротивлении; одна сторона турбины была закрыта, а ветер просто толкал лопасти с другой стороны. Был изобретен гораздо более эффективный VAWT на основе аэродинамического подъемника
Жорж Дарье во Франции еще в 1920-х годах запатентовал VAWT с изогнутыми лопастями «взбиватель яиц» (здесь просто называемый турбиной Дарье) и VAWT с прямыми лопастями (здесь называемый H-ротором).Хотя сам Дарье построил ряд небольших моделей с изогнутыми и прямыми лопастями, первые силовые агрегаты VAWT на основе аэродинамического подъемника были построены французом Жан-Батистом Морелем, который в 1950-х годах построил ряд моделей с прямыми лопастями. Турбины Дарье мощностью до 7 кВт на юге Франции.

Исследователи из Национального исследовательского совета Канады (CNCR) заново изобрели VAWT в середине 1960-х годов, очевидно, не подозревая о давно забытых ранних усилиях Франции.

Канадские исследования были заново открыты в 1970-х годах Сандийскими национальными лабораториями, которые, помимо своей основной миссии по разработке ядерного оружия, были поручены Министерством энергетики США изучать альтернативные источники энергии.

Sandia построила турбину Дарье мощностью 60 кВт около Альбукерке, штат Нью-Мексико, в 1976 году, которая в то время стала крупнейшей из когда-либо построенных VAWT. Хотя Сандиа была в центре усилий по развитию VAWT в Северной Америке в 1970-х и 1980-х годах, они построили только одну VAWT (под которым мы здесь подразумеваем ≥100 кВт), турбину Дарье мощностью 500 кВт, установленную в 1988 году в Бушленде, штат Техас.Эта экспериментальная турбина имела регулируемую скорость, конструкцию без подкосов и была спроектирована таким образом, чтобы большинство частей можно было изменять в исследовательских целях. Отсутствие подкосов, вероятно, было основным фактором в достижении коэффициента мощности (отношение выходной электроэнергии к затратам энергии ветра) 0,43, что, скорее всего, все еще остается рекордом для VAWT размером с коммунальные предприятия.

Североамериканские усилия Дарье

Сотрудничая или используя технологии CNRC или Sandia, несколько корпораций начали попытки коммерциализировать VAWT типа Дарье в 1970-х / 80-х годах.

В Канаде производитель алюминия DAF Indal стал основным партнером VAWT с CNRC, и в 1977 году они побили рекорд размера, установленный Sandia годом ранее, с турбиной Darrieus мощностью 230 кВт, которая была установлена ​​на острове Магдалина в заливе Святого. Лоуренс в Квебеке, Канада. Эта турбина также известна тем, что доказала, что VAWT действительно может запускаться самостоятельно. В 1978 году технические специалисты оставили ротор отсоединенным от трансмиссии на ночь, но сильный ветер ночью вынудил ротор работать с превышением скорости, что привело к отказу растяжек, и ротор, в конечном итоге, сам вкрутился в землю.

В 1983–1984 годах компания DAF-Indal построила три турбины мощностью 500 кВт, которые в основном были версиями турбины мощностью 230 кВт с более высокими номинальными характеристиками. Одна из турбин, которая была размещена на перевале Сан-Горгонио недалеко от Палм-Спрингс, Калифорния, рухнула во время пусконаладочных испытаний на растяжение оттяжек, к сожалению, унеся жизнь инженера, стоявшего на ее вершине, когда она упала. Другая турбина, которая находилась на острове Принца Эдуарда, также упала на землю после поломки лопастей в 1985 году. DAF-Indal в конечном итоге остановила свою программу VAWT в 1991 году.

В конце 1970-х годов алюминиевая компания ALCOA из Питтсбурга, штат Пенсильвания, начала разработку VAWT в соответствии с соглашением о передаче технологии с Sandia. ALCOA построила несколько больших турбин Дарье, в том числе три машины мощностью 500 кВт, которые к 1980 году стали крупнейшими из построенных до сих пор VAWT. Одна из турбин мощностью 500 кВт, расположенная на перевале Сан-Горгонио,
Калифорния, рухнула незадолго до конференции Калифорнийской энергетической комиссии 1981 года в соседнем Палм-Спрингс. В результате отключения электроэнергии ротор разогнался до скорости, лопасти оторвались от своего нижнего крепления и оторвали тросы перед отлетом на расстояние около 300 м, и турбина упала на землю.Естественно, запланированную демонстрацию пришлось отменить, но, смело, вместо этого во время конференции была показана видеозапись инцидента, что вызвало овации аудитории. В конце концов, ALCOA отменила свою программу VAWT, хотя ее части были проданы недавно созданной VAWTPOWER Inc, которая установила 40 турбин на перевале Сан-Горгонио в период с 1983 по 1984 год. Это предприятие, первая настоящая ферма VAWT, работала с 1988 года.

Когда дело доходит до ферм, связанных с VAWT, на ум приходит FloWind.Компания FloWind установила более 500 турбин на перевале Техачапи недалеко от Лос-Анджелеса и на перевале Альтамонт в районе залива Сан-Франциско. Их модели мощностью 170 и 200 кВт были установлены в период с 1983 по 1986 год, а общая установленная мощность составила около 95 МВт. К моменту ввода в эксплуатацию последних турбин FloWind в 2004 году они выработали в общей сложности около 1 ТВт-ч электроэнергии за свой срок службы. К 2010 году все турбины FloWind были демонтированы, хотя их остатки можно найти в виде дорожного заграждения на переходе на гребне холма на перевале Техачапи.

В 1986 году у FloWind-19 произошел катастрофический отказ, в результате которого лезвие попало в соседний измерительный трейлер, в результате чего был разрушен компьютер DOE / Sandia внутри. Это было началом конца, поскольку это напугало инвесторов, и FloWind обанкротился.

Как и другие вышеупомянутые разработчики турбин Дарье, FloWind использовала алюминиевые лопасти, которые были спроектированы с возможностью изгиба. Из-за плохой способности алюминия выдерживать циклические нагрузки это приводило к отказам, вызванным усталостью. Эти проблемы привели к тому, что турбины FloWind имели больше времени простоя, чем ветряные турбины с горизонтальной осью, устанавливаемые одновременно в Калифорнии.После реорганизации в начале 1990-х годов были построены два прототипа с лопастями из стекловолокна, но это оказалось слишком поздно, и одна из турбин с лопастями из стекловолокна рухнула во время сильного ветра.

Несколько необычная конструкция турбины Дарье использовалась канадской компанией Adecon, которая применила внешний решетчатый каркас для замены растяжек. В 1984 году они построили 17-метровую турбину мощностью 125 кВт на острове Принца Эдуарда. Турбина, ротор которой находился на высоте 17 м над землей, проработала всего несколько часов, прежде чем разогнаться и разрушиться.

После реорганизации компания Adecon установила десять турбин мощностью 150 кВт возле Пинчер-Крик, Альберта. У этих турбин отсутствовала опорная рама ротора, но вместо растяжек по-прежнему использовались решетчатые мачты. Решетчатые мачты вызывали резонансы, которые приводили к отказу компонентов. Это привело к тому, что две турбины упали, а большинство других не работали большую часть времени. К 2006 году все десять турбин были сняты.

Обязательно упомяните могущественный ÉOLE (по-французски Эол, властитель ветра в греческой мифологии), строительство которого было завершено в 1987 году и расположено в Кап-Шате, на южном берегу реки Святого Лаврентия в Квебеке.Обладая общей высотой 110 м, вращающейся массой 880 метрических тонн и номинальной мощностью 3,8 МВт, ÉOLE побил все предыдущие рекорды и до сих пор остается самым большим из когда-либо построенных VAWT.

Этот монстр со стальными лопастями и регулируемой скоростью работал до 1993 года, когда сломался нижний подшипник. Приятно сообщить, что ÉOLE все еще стоит и летом проводит экскурсии. Настоятельно рекомендуется посетить: ÉOLE — легенда для энтузиастов ветроэнергетики, а красивый полуостров Гаспе — отличное место в целом.Удобно, что экскурсия может проводиться на английском языке, и если вы заплатите несколько дополнительных долларов, вас могут отвезти на верхнюю платформу ÈOLE, откуда открывается захватывающий вид.

Были и другие турбины Дарье для коммунальных предприятий, даже некоторые из них были построены в Европе в 1980-х годах. Но серьезные попытки делаются все реже. Проблемы с усталостью лопастей, необходимость в ровной местности для крепления растяжек и недостатки расположения ротора так близко к земле — все это причины того, что «взбиватель яиц» Дарье не смог зарекомендовать себя в качестве конкурента HAWT.

Между тем в Европе

Частично совпадая с разработками Дарье в Северной Америке, VAWT также исследовались в Европе, но здесь больше всего внимания уделялось концепции H-ротора, которая имеет некоторые преимущества по сравнению с обычной турбиной Дарье. Что наиболее важно, он обычно размещается на отдельно стоящей башне, что делает ротор выше и делает ненужными тросы.

Самым известным и, возможно, самым амбициозным европейским проектом VAWT был проект, предпринятый британской компанией VAWT Ltd в 1980-х / 90-х годах в результате исследования, проведенного Питером Масгроувом из Университета Рединга в Великобритании.

Сначала концепция VAWT Ltd отличалась изменяемой геометрией, которая позволяла складывать лопасти для регулирования мощности. Но после оценки турбины с изменяемой геометрией мощностью 130 кВт, установленной в 1986 году в Кармартен-Бэй в Уэльсе, было решено, что мощность можно также контролировать с помощью неподвижных прямых лопастей. Таким образом, последующий прототип мощностью 500 кВт, построенный в 1990 году, имел прямые лопасти. Эта турбина испытала несколько отказов, связанных с передачей энергии, и в конечном итоге разрушительный отказ одной из лопастей из стекловолокна.Вскоре после этого государственное финансирование было приостановлено, и проект в конечном итоге завершился.

В 1990-х годах немецкий изобретатель и предприниматель Гётц Хайдельберг начал разработку концепции H-ротора с регулируемой скоростью и магнитом с постоянными магнитами в мюнхенской компании Heidelberg Motor GmbH. В 1991 году их первый крупномасштабный (300 кВт) прототип был установлен в Kaiser-Wilhelm-Koog на немецком побережье Северного моря. Он использовал установленный на земле генератор и поддерживался растяжками, подключенными к верхнему подшипнику, позволяя всей башне вращаться (во многом как турбина Дарье).После отказа от наземного генератора было разработано пять новых прототипов мощностью 300 кВт, в которых большой многополюсный кольцевой генератор размещался на вершине треножной башни. После того, как проблема со сваркой привела к разрушению одной турбины в начале 1995 года, другие машины были выведены из эксплуатации и окончательно демонтированы в 1997 году. Это также привело к отказу от финансируемой ЕС разработки версии концепции мощностью 1,2 МВт. и это было также концом этой попытки VAWT.

Стоит упомянуть, что Heidelberg установил свою меньшую, 20 кВт, версию для работы в экстремальных условиях на немецком исследовательском центре в Антарктиде, который, как сообщается, проработал 15 лет, прежде чем был выведен из эксплуатации в 2008 году.

Непрерывные усилия

Если даже немецкие инженеры не смогли заставить VAWT держаться вместе, можно было догадаться, что от этой концепции наверняка отказались после середины 1990-х. Что ж, это было не так, хотя только в 2010 году был построен следующий прототип H-ротора общего назначения, на этот раз шведской компанией Vertical Wind AB.

В 2010 году недалеко от Фалькенберга на западном побережье Швеции они построили опытный образец мощностью 200 кВт с прямым приводом и регулируемой скоростью. Турбина с башней из клееной древесины и многополюсным генератором с прямым приводом собственного производства с прямым приводом в основном использовалась для измерений, но все еще работает, хотя и при ограниченной скорости ветра.Вертикальный ветер остановил свое развитие после потери ключевого инвестора в 2010 году, но все еще производит генераторы.

Подобно программам DAF Indal и ALCOA VAWT 1970-х / 80-х годов, которые были инициативами производителей алюминия, польская компания Anew Institute, занимающаяся проблемами VAWT, работает сегодня и является дочерней компанией производителя стали Stalprodukt SA. В 2015 году вновь был построен прототип мощностью 200 кВт, а в 2017 году — прототип мощностью 1,5 МВт, который уступает только ÉOLE, крупнейшему в истории VAWT, по установленной мощности.Неудивительно, что в конструкции используется как можно больше стали, но, к счастью, по крайней мере, лезвия сделаны из стекловолокна.

А как насчет плавучих VAWT?

Плавучие ветряные турбины (например, торговой ассоциацией WindEurope) были определены как ключевая технология, обеспечивающая значительный рост ветроэнергетики на шельфе. Низкий центр масс VAWT хорошо сочетается с плавучей платформой, и это вызвало возрождение интереса к концепции, и в 2010-х годах был начат ряд плавучих проектов VAWT.

MODEC, японская компания, специализирующаяся на плавучих платформах для нефтегазовой промышленности, например, разработала гибридную систему выработки энергии с плавающим ветром и приливным течением под названием skwid (Savonius Keel and Wind Turbine Darrieus). Концепция состояла из H-образного ротора над поверхностью и турбины Савониуса, собирающей токи внизу. Однако их прототип мощностью 500 кВт дважды затонул во время ввода в эксплуатацию в 2013/14 году, и MODEC отказалась от своих амбиций в отношении VAWT.

Еще одна попытка коммерциализации плавучих VAWT была предпринята французской компанией NENUPHAR, которая стремилась разработать двухтурбинную плавучую морскую платформу мощностью несколько МВт.

Никаких крупных плавучих VAWT никогда не применялось, но в 2014 году NENUPHAR установила наземный прототип мощностью 600 кВт в Фос-сюр-Мер на французском побережье Средиземного моря, для которого были испытаны различные конфигурации лопастей. Однако в 2018 году NENUPHAR была ликвидирована после того, как ее покинул промышленный партнер.

Можно упомянуть несколько других усилий по разработке плавающих VAWT, которые стремятся вскоре развернуть большие прототипы. Но эта краткая ретроспектива ограничена проектами, которые, независимо от конечного результата, включали в себя фактическое строительство вертикальных осевых турбин для коммунальных предприятий.Так что эти «бумажные» проекты здесь опущены, но могут быть предметом будущего отчета.

Плавучая ниша возрождает интерес

Таким образом, концепция ветряных турбин с вертикальной осью, которая почти исчезла, в последние несколько лет снова стала вызывать интерес, особенно в отношении плавучих морских платформ. Конкуренция с концепцией горизонтальной оси, которая становится все более и более технологически развитой после того, как в 1980-х годах превзошла VAWT в качестве стандарта ветряных турбин, становится все труднее, но рынок плавающих ниш может быть возможностью, которую ждали ветровые турбины с вертикальной осью.


Информация об авторе: Эрик Мёллерстрём Ридбергская лаборатория прикладных наук, Университет Хальмстада, почтовый ящик 823, SE-301 18 Хальмстад, Швеция ([электронная почта защищена])


Для получения более подробной информации об упомянутых VAWT а также другие более мелкие проекты VAWT, не описанные здесь, следующий документ доступен в открытом доступе: Möllerström E, Gipe P, Beurskens J, Ottermo F, «Исторический обзор установленных ветряных турбин с вертикальной осью мощностью 100 кВт и выше», Возобновляемая энергия & Обзоры устойчивой энергетики, том 105 (2019).

Ветроэнергетика: ветряки с вертикальной осью лучше?

Интерес к возобновляемым источникам энергии во всем мире привел к появлению целого ряда новых конструкций ветряных турбин. Некоторые из самых последних моделей на рынке представляют собой ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT), которые, по утверждению производителей, являются тихими, эффективными, экономичными и идеальными для производства энергии в жилищном секторе, особенно в городских условиях.

Мы попросили Мика Сагрилло, ветерана ветроэнергетики в жилищном секторе, ответить на наши вопросы об этой технологии и ее будущем в сфере альтернативной энергетики.

На самом деле существует два разных дизайна. Один из них называется ротором Савониуса, который, по сути, если вы возьмете бочку на 55 галлонов и разрежете ее пополам, затем смещаете две половинки и поместите их на вращающийся вал, вы получите ротор Савониуса. Это похоже на анемометр. Многие из того, что мы видим сегодня, — это роторы Савониуса. Они очень грубые, низкотехнологичные, очень неэффективные. Мы говорим о чем-то, что работает, скажем, в диапазоне эффективности от 5 до 10 процентов. Люди смогли настроить коэффициент эффективности — в идеале он может достигать 15 процентов.

Еще есть модель Дарье — типа, напоминающего взбиватель яиц. По сути, у вас есть два вертикально ориентированных лезвия, вращающихся вокруг вертикального вала. Но в моделях Darrieus используется конструкция крыла. Профиль ветряной турбины работает так же, как крыло самолета. Профиль имеет плоскую и изогнутую стороны. В результате прохождения воздуха через обе стороны возникает сила, известная как «подъемная сила». Когда самолет ускоряется по взлетно-посадочной полосе, воздух проходит по обеим сторонам крыльев аэродинамического профиля, подъемная сила буквально поднимает самолет в воздух.Это будет продолжаться до тех пор, пока над аэродинамическим профилем будет поступательное движение для создания необходимой подъемной силы.

Ветряная турбина использует тот же принцип, но вместо того, чтобы взлетать и удаляться, аэродинамические поверхности прикреплены к ступице, которая, в свою очередь, прикреплена к валу генератора. Воздух, проходящий над аэродинамическими профилями (лопастями ветряных турбин), преобразуется во вращательный момент, который раскручивает генератор.

На роторе Дарье, поскольку крылья такие же, как у ветряных турбин с горизонтальной осью, они будут работать с такой же эффективностью.Однако разница возникает из-за того, что рабочая область турбины с горизонтальной осью всегда обращена к ветру. Но для ветряной турбины с вертикальной осью рабочая область представляет собой цилиндр, перпендикулярный воздушному потоку. Таким образом, часть «рабочей области» работает, в то время как часть просто обдувается, а не под оптимальным углом для создания подъемной силы. Это приводит к тому, что ротор ветряной турбины с вертикальной осью является менее эффективным, чем ротор с горизонтальной осью.

Все, что имеет аэродинамический профиль, в идеале может иметь КПД 59,3%.На самом деле турбина с горизонтальной осью работает где-то около 35 процентов. Турбина с вертикальной осью ниже, может быть, достигает 30 процентов, что звучит не так много, но другие факторы, такие как повышенное техническое обслуживание и меньшее производство энергии, добавляют к разнице.

Производители ветряных турбин с вертикальной осью заявляют, что они имеют меньший износ, поскольку им не нужно активно ориентироваться в направлении ветра. Это на самом деле неправда; все как раз наоборот.Существует множество претензий относительно того факта, что турбина с вертикальной осью может принимать ветер с любого направления, ну и горизонтальные турбины тоже. На самом деле VAWT вызывает больше износа. У меня на конце резинки есть резиновый шарик. Когда я медленно вращаю его, он образует круг, а если я быстро вращаю его, резинка растягивается, и он образует больший круг. Это центробежная сила. Итак, на все, что вращается и имеет массу, действуют центробежные силы.

Самое интересное в турбинах с горизонтальной осью — и это просто случайность физики — связано с тем, как профиль разработан для горизонтального положения.Наибольшая нагрузка на него приходится на основание лезвия рядом со ступицей, которое является самой прочной частью лезвия. По вертикали, если это форма взбивания яиц (вроде овала), наибольшие силы действуют в центре, а не на концах, к которым он прикреплен. Если вы сделаете лезвие прямым, оно распределяет усилие более равномерно, что в последнее время изменилось в дизайне, но есть некоторые внутренние проблемы с конструкцией вертикальной оси и центробежными силами, которые действительно невозможно преодолеть. Это просто характер дизайна.

Так что на самом деле VAWT больше изнашивается. Они преодолевают это за счет улучшения дизайна. Вот почему сегодня в Соединенных Штатах вы не видите коммерчески выгодных турбин с вертикальной осью. Производители должны использовать больше материалов, а значит, больше рабочей силы. Это также означает, что вертикальная техника весит больше. У вас есть опора на каждом конце, которую нужно поддерживать, и это легко сделать на нижнем конце, но сложно сделать на верхнем. Если вы в конечном итоге поставите его на башню, вам понадобятся кабели с растяжками, которые простираются на большие расстояния, чтобы очистить ротор.

Некоторые изобретатели говорят, что его можно разместить на здании или на земле, что устраняет проблему с оттяжками. Что ж, вы можете, но им нужно вернуться и узнать что-то о гидродинамике. Причина, по которой турбины находятся на башнях, заключается в том, что именно там находится ветровой ресурс. Топливо увеличивается по мере увеличения расстояния над землей. Вдоль земли у нас есть эта зона трения, и по мере того, как вы уходите от трения, вы получаете более быстрый движущийся воздух.

Войдите в здания. Почему не здание? Подумайте о флагштоке в городе, а флаг качается и меняет направление.Если вы пойдете в школу за городом, с широким открытым пространством, этот флаг просто выставлен прямо. Вы смотрите на эффект беспорядка на земле. Деревья, здания — все это создает турбулентность. Есть две проблемы с турбулентностью. Во-первых, ветер, который меняет направление, и скорость, которая увеличивается и уменьшается, приводит к значительному износу турбины, что сокращает срок ее службы. Другое дело, что у приземного ветра нет силы. Это просто хаотичное движение. Нет настоящей энергии.

Значит, наклон и подъем крыши не ускоряют и не концентрируют энергию ветра? Это подделка. Эта концепция работает и действительно верна, когда вы имеете дело с формами рельефа. Когда вы имеете дело с ландшафтом и топографией, у вас есть очень широкая открытая местность на многие мили вокруг, и у вас есть гребень, перпендикулярный ветру. Что происходит, когда ветер приближается к этому гребню, он сжимается, и поток фактически увеличивается. Когда вы имеете дело со зданием, ветер кружится и просто перекатывается через него.Они уменьшили масштаб идеи топографической гидродинамики и применили ее к зданиям. Это неточно, что хорошо подтверждено исследованиями потока. Ветер преодолевает препятствия, и когда он спотыкается, ветер не может выполнять ту работу, которую он мог бы сделать без препятствия. Вы создаете турбулентность и ухудшаете качество ветрового ресурса. Что касается ветра, мы имеем дело с количеством, да, но мы также имеем дело с качеством. Вам нужен хороший поток жидкости, а не турбулентность.


Похоже, они набирают популярность среди потребителей.Они стоят меньше? Вы знаете, это не имеет значения. Дело не в первоначальной стоимости. Речь идет о производстве энергии в течение 20–30-летнего срока службы турбины. Вертикальная технология менее эффективна — окупаемость инвестиций с точки зрения стоимости киловатт-часа не так хороша.

Дело не в спиннинге. Вы можете купить вертушку, которая вращается. На самом деле речь идет о производстве электроэнергии, причем надежно в течение многих лет. Технология вертикальной оси просто не смогла выжить на рынке.

Они привлекательны на рынке, потому что есть что-то очень привлекательное в турбине с вертикальной осью. В Европе действительно есть исследования, показывающие, что люди очарованы ветряными мельницами. Это называется частотным эффектом. Это все равно, что сидеть на берегу и смотреть, как набегают волны, или у костра, или на ветру на траве прерий. Исследования показывают, что люди больше восхищаются турбинами с вертикальной осью, чем с горизонтальными, по одной причине, потому что вы не видите их так часто, по другой причине, потому что вертикальные турбины не имеют этого движущегося хвоста, который может отвлекать, в зависимости от того, как ветер двигает его.Люди очарованы этой технологией, потому что она очень успокаивает. Есть ряд изобретателей, которые этим пользуются.

Есть лучшие модели в пути? Это зависит от обстоятельств. К сожалению, слишком много из этих вещей было создано самозваными изобретателями, людьми, не имеющими инженерного образования, физики или математики. Они просто что-то придумывают. Я знаю человека, который пришел ко мне и сказал: «Мик, я хочу сделать ротор Савониуса. Я знаю, что это нерентабельно.Но если бы человек мог сделать его достаточно недорогим, но при этом надежным, чтобы он прослужил десятилетия, как это делают горизонтальные, вы бы поддержали его? »

И ответ — абсолютно да. Меня не волнует, вертикальный он или горизонтальный. Все дело в том, что выживает, что работает, что производит электричество на протяжении десятилетий. Это фантазия, а не реальность. Речь идет о вещах, которые действительно работают, а не о том, что мы делаем вид, будто работаем или хотим работать. Так что он имел инженерное образование, но плохо разбирался в ветре.И что интересно, во-первых, конструкция превратилась из неэффективного ротора Савониуса в ротор Дарреуса, и, во-вторых, он работал над этим в течение нескольких лет с реальной инженерной фирмой, которая проводила испытания на ветер. в течение многих десятилетий. Он поступает правильно, вместо того, чтобы настраивать его и выдвигать диковинные заявления. Он привлек внимание NREL, которые, как и я, скептически относятся к вертикальным технологиям. Они собираются взять одну из этих турбин, чтобы проверить это.И я действительно рад этому, потому что он начал с мечты, получил образование, нанял нужных людей. Потому что его идея заключалась в том, чтобы сделать что-то достаточно надежное и недорогое, чтобы компенсировать коэффициент эффективности, и я думаю, что у этого парня что-то есть. Я искренне думаю, что через год или два мы можем увидеть коммерческий продукт, который действительно работает и работает около 20 лет, как и должно.

Итак, мы наконец увидим некоторые показатели производительности? В этом вся моя особенность: никто из них не умеет.Вот эта новая технология, и мы хотим, чтобы вы ее купили. Мы хотим, чтобы вы финансировали это. Я говорю: «Хорошо, пришлите мне производственные показатели, потому что речь идет не о вертикали, а о надежности, стоимости киловатт-часа и о том, сколько киловатт-часов турбина будет вырабатывать за месяц или год». Но они не могут вам это прислать. Потому что они не тестировали это, или они тестировали это, но результаты плохие, или они не знают, как это проверить, и так далее. Это нелепо. Если вы обратитесь к компаниям, имеющим хорошую репутацию на рынке малых ветроэнергетических установок, они получат информацию о производительности или производстве.Могут предложить кривую мощности — и что? Кривая мощности похожа на кривую мощности вашего автомобиля, она не имеет никакого отношения к реальности. Что вам нужно знать, так это сколько вы получаете миль на галлон? Вы продаете эту штуку за 20 000 или 30 000 долларов и не можете позволить себе поставить на нее оборудование на 500 долларов для контроля за ее производством? Для меня это несколько удивительно.

Они менее шумные? Нет. Я слышал об очень тихих станках и слышал об очень шумных станках как с горизонтальной, так и с вертикальной осью.

Существует ли каких-либо ситуаций, в которых вертикальная модель была бы лучшим выбором, чем горизонтальная? Не сегодня. Просто потому, что нет ничего надежного, нет ничего рентабельного, нет результатов в производительности, нет реальности. Это могло измениться.

Суть в том, что ветряные турбины с вертикальной осью менее эффективны, и для их изготовления требуется больше материалов и труда. Это чистая экономика. Вещи добиваются успеха на рынке, потому что номер один — они работают, а во-вторых, они рентабельны.Если у вас есть технология, которая более рентабельна и надежнее, чем конкурирующие технологии, конкуренция исчезнет с рынка. С коммерческой точки зрения именно это и произошло. В начале 1980-х мы действительно видели коммерческую ветряную турбину, разработанную DOE и Alcoa, которая использовалась в ветряной электростанции на перевале Альтамонт. Они поддерживали их работу в течение долгого времени, пока не закончились деньги инвесторов, они не могли справиться с обслуживанием, не говоря уже о том, чтобы заставить их производить достаточно энергии. Итак, они все исчезли.Есть много утверждений о теории заговора. «Это подавленная конструкция и т. Д.» Нет, они существуют уже 80 лет, и это просто потрясение на рынке.


Первоначально опубликовано: февраль / март 2008 г.

Helix Wind Collapse не сокрушит надежду на вертикальные ветряные турбины

С изящными лопастями, похожими на парус, которые вращаются на ветру, как белые штопоры, ветряные турбины с вертикальной осью Helix Wind (VAWT) захватили воображение блоггеров и техническую прессу в 2007 году .Компания из Сан-Диего разработала безупречный веб-сайт и, в соответствии со своими обещаниями, доставила две свои турбины в пустыню Невада для ежегодного фестиваля искусства и самодостаточности Burning Man в 2007 году. Турбина Helix кружила над овощами. — художественные автомобили, заправленные маслом, и скульптуры из переработанных материалов.

Круговорот прекратился 11 мая, когда Helix Wind была вынуждена продать с аукциона все свои активы. Другая компания по производству вертикальных ветряных турбин, Sauer Energy из Ньюбери-Парк, Калифорния, в тот же день выкупила все, что осталось от Helix, заплатив всего 25 000 долларов за материальные активы и 1 доллар.5 миллионов на интеллектуальную собственность компании и объявил о планах по управлению брендом в качестве нового подразделения.

(Тест по теме: что вы не знаете о ветроэнергетике)

Sauer Energy, стоимость которой, согласно документам, поданным в федеральные органы по ценным бумагам, составляет 2,5 миллиона долларов, не ответила на запрос о комментариях. Но в заявлении, сделанном во время покупки, Дитер Зауэр, исполнительный директор компании, сказал, что его фирма была заинтересована в приобретении уникальных конструкций турбин Helix и запатентованного программного обеспечения для мониторинга.Он добавил, что Sauer не возьмет на себя никаких обязательств Helix. Sauer Energy разрабатывает собственный небольшой VAWT под названием WindCharger, который еще не выпущен.

Но другая фирма, поднявшаяся из пепла Helix, пишет новую главу в области ветроэнергетики с вертикальной осью ветра. Venger Wind, основанная основателем Helix Кеннетом Морганом, чье резкое отделение от фирмы закончилось судебным разбирательством, теперь получила некоторые контракты Helix, включая громкую установку на стадионе НФЛ Philadelphia Eagles.

Морган сказал National Geographic News, что опыт в Helix оставил ему чувство «преданного». Он сказал: «Это по сути разрушило компанию. Это почти разрушило отрасль производства ветряных турбин с вертикальной осью вращения. Это было довольно печально».

Сомнения в отношении вертикали

Хотя Helix Wind получила значительное количество положительных отзывов в прессе, документы, поданные компанией в государственные инвестиционные регулирующие органы, рассказывают историю финансовых проблем. В сентябре 2010 года Helix сообщила о задолженности и отрицательном денежном потоке в размере 41,7 млн ​​долларов.

Когда в апреле появилась новость о кончине Helix Wind, критики в адрес ветряных турбин с вертикальной осью накалились. «Я сомневаюсь, что там есть какие-либо активы, которые стоит что-то», — сказал National Geographic News консультант по ветроэнергетике и писатель Пол Гипе о предстоящем аукционе. Гайп и другие критики утверждают, что вертикальные турбины по своей сути неэффективны по сравнению с горизонтальными турбинами, которые доминируют на рынке. Они говорят, что тот самый аспект, который придает вертикальным турбинам их привлекательность — их компактный размер «на крыше» — еще больше подрывает их и без того небольшой потенциал производительности, поскольку близость к зданиям снижает поток ветра.

(История по теме: «Оценка ветровой энергии: больше значит экологичнее, говорится в исследовании»)

«Почему мы повторяем одни и те же ошибки?» — спросил создатель небольших ветряных турбин и писатель Ян Вуфенден. «Ни одна компания с вертикальной осью не выжила на рынке в течение длительного времени. Все долгосрочно успешные производители ветроэнергетики используют конструкции с горизонтальной осью. Это потому, что они работают».

Вуфенден добавил, что он «сбит с толку» все внимание, которое в последнее время уделяют НОЖТ венчурные капиталисты, изобретатели и средства массовой информации, игнорируя предупреждения «давних экспертов в этой отрасли».Он добавил: «Создание жизнеспособной ветряной турбины — очень сложная работа. Если начинать с ошибочного дизайна и ошибочных предположений, это практически гарантирует провал. Все это отвлекает от настоящей ветроиндустрии и тратит впустую ресурсы ».

И конструкция Helix Wind, и турбина Sauer WindCharger считаются турбинами с вертикальной осью« в стиле Савониуса », названными в честь финского инженера Сигурда Дж. Савониуса. кто изобрел форму в 1922 году. У турбин есть совки или крылья, расположенные вокруг вертикального вала, и они вращаются ветром.

В отличие от большинства современных лопастей ветряных турбин, совки не создают подъемной силы, поэтому они могут двигаться со скоростью ветра. Это помеха, потому что, как правило, чем быстрее вращаются лопасти, тем больше энергии турбина может получить от ветра. В результате ветряные турбины Савониуса имеют гораздо более низкий КПД, чем большинство ветряных турбин с горизонтальной осью (HAWT) или усовершенствованные VAWT, такие как ротор Дарье, который напоминает взбиватель для яиц с его скрученными лопастями, которые создают подъемную силу.

Сторонники VAWT часто говорят, что они предлагают определенные преимущества по сравнению с HAWT, хотя отраслевые инсайдеры, такие как Gipe и Woofenden, говорят, что многие из этих утверждений не выдерживают критики.Гайп и Вуфенден заявили, что, вопреки маркетинговым материалам VAWT, нет никаких научных доказательств того, что они более безопасны для птиц или летучих мышей. (Они также отмечают, что вся ветроэнергетика настолько мала по сравнению с остальной частью нашей антропогенной среды, что представляет относительно небольшую угрозу для дикой природы.)

(Связанная история: «Использование энергии ветра на фермах может помочь посевам, говорят исследователи. «)

Gipe сказал, что производители VAWT не могут рекламировать свой продукт как хорошо работающий в условиях турбулентности или имеющий« низкие скорости включения ».«Турбулентность лишает ветер возобновляемой энергии, — сказал он, — а при низких скоростях ветра собирается очень мало энергии, потому что энергия увеличивается с увеличением скорости ветра.

Дизайнер малых ветряных турбин Хью Пигготт заявил, что возражает против рекламы Helix Wind для установки на крышах домов. «Ветровой ресурс на городских крышах, как правило, довольно плох», — написал Пигготт в недавнем сообщении в блоге. [Турбина Helix] — хорошее украшение, но при цене в 17 500 долларов она сильно переоценена ».

Venger Forges Ahead

Драма в офисах Helix началась задолго до распада компании.В марте 2010 года основатель Морган урегулировал пару судебных исков с компанией и ее тогдашним генеральным директором Скоттом Вайнбрандтом на сумму 150 000 долларов. Вайнбрандт отказался комментировать эту статью.

Затем Морган основал новое предприятие Venger Wind, частную компанию, базирующуюся в Таиланде. Морган рассказал National Geographic News, что нанял несколько инженеров из своей старой фирмы для разработки новой версии Savonius VAWT. В апреле компания объявила, что ее дизайн находится на рассмотрении.

«Мы значительно снизили коэффициент лобового сопротивления», — сказал Морган.«Мы собираемся довести Savonious до предела возможностей». (Это все равно будет бледно по сравнению с эффективностью большинства HAWT.)

Морган раскритиковал своих бывших сотрудников в Helix за «неизбирательную продажу турбин кому-либо без какой-либо обратной связи или указаний». Он сказал, что некоторые покупатели «заинтересованы в« зеленом промывании ». «В качестве примера он сказал, что один клиент настоял на установке турбины на передней части своего здания, чтобы она была хорошо видна, даже несмотря на то, что преобладающие ветры требовали, чтобы она лучше работала на задней стороне.«Это безумие, — сказал Морган. Компании, покупающие вертикальные ветряные турбины, часто спешат с принятием решения с чрезмерно оптимистичными ожиданиями, «но как только роман заканчивается, — сказал он, — бухгалтеры и финансовые директора спрашивают:« Какова моя окупаемость? »»

Морган сказал, что Venger Wind принимает другой подход, подчеркивая, что ветровой режим участка имеет решающее значение для производства энергии. «Мы не будем трогать многие рынки, потому что здесь плохой ветер», — сказал он. Морган добавил, что он проводит для своих дистрибьюторов обучение, которое включает в себя акцент на использовании анемометрии, изучении силы и скорости ветра, для изучения фактических моделей течения на перспективных участках.

Морган сказал, что он ожидает, что клиенты окупятся через пять-десять лет, если у них будет достаточно ветра. (Опыт показывает, что «если» имеет решающее значение.) Морган добавил, что его инженеры добавляют управляемые компьютером активные элементы управления для повышения эффективности, чего не хватало конструкции Helix.

Проект Eagles все еще продолжается

Venger Wind получил некоторые из невыполненных контрактов Helix, в том числе поставку 16 турбин Фонду медицинских исследований Оклахомы и 14 турбин компании Philadelphia Eagles, которая вскоре установит их в рамках плана стоимостью 30 миллионов долларов. «зеленый» Lincoln Financial Field.С солнечными батареями и когенерационной установкой на биотопливе Eagles надеются произвести 1 миллиард киловатт-часов чистой электроэнергии в течение следующих двух десятилетий, что сделает их первой командой, которая будет обеспечивать всю свою энергию на местном уровне.

(Связанные фотографии: «НФЛ делает ставку на возобновляемые источники энергии»)

По словам Роба Зейгера, старшего вице-президента по связям с общественностью Eagles, кончина Helix не повлияла на временные рамки команды для зеленого проекта, потому что Венгер смог «Мы очень довольны реакцией сообщества на строительство самого зеленого объекта НФЛ», — сказал Зейгер.«Все хотят знать, когда заводятся турбины», — сказал он. (Ответ: «К концу наступающего сезона», — сказал он).

Зейгер сказал, что семь турбин будут размещены в каждой конечной зоне, где они будут хорошо видны. «Наша цель — показать нашу приверженность экологичности, но наша настоящая цель — показать фанатам, как они могут применить это в своих домах».

Зейгер объяснил, что Eagles недавно снизили свой заказ турбин до 14 с 80 после более тщательного изучения, которое показало, что их установка в других частях стадиона может вызвать затенение игрового поля, что может «помешать ловле пасов».«

Слишком рано говорить, сколько энергии на самом деле будут производить турбины Venger, хотя физика подсказывает, что это будет меньше, чем горизонтальная ветряная турбина аналогичного размера. Зейгер сказал, что он знает, что« рабочей лошадкой »проекта Eagles будет солнечная энергия. Панели. На этой установке и в других местах вертикальные ветряные турбины ценятся как за их способность поворачивать головы, так и за их способность превращать силы природы в киловатт-часы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *