Tua bin gió trục đứng và trục ngang: Loại và hoạt động

Un tuabin gió Nó là một thiết bị được thiết kế cho biến đổi động năng của gió thành năng lượng điện bằng cách sử dụng rôto và máy phát điện. Tua bin gió này được chia thành hai loại chính: tuabin gió trục đứng và tuabin gió trục ngang. Cả hai đều có những đặc điểm riêng và được áp dụng trong các tình huống khác nhau tùy thuộc vào môi trường và nhu cầu lắp đặt.

Các loại tuabin gió

Có hai loại tuabin gió chính:

• Tua bin gió trục đứng (VAWT): Nó có thể thu được gió từ mọi hướng và có mức sản xuất năng lượng thấp, lý tưởng cho những nơi có cường độ gió thấp hoặc khu vực đô thị nơi các quy định ngăn cản việc lắp đặt các công trình lớn.
• Tua bin gió trục ngang (HAWT): Nó được sử dụng nhiều nhất trong các trang trại gió lớn. Hiệu quả của nó lớn hơn và nó được sử dụng tốt hơn ở những nơi có gió lớn hơn và thường xuyên hơn.

Tua bin gió trục đứng

Tua bin gió trục thẳng đứng, được gọi là VAWT, là những trục trong đó trục rôto thẳng đứng so với mặt đất. Một trong những ưu điểm chính của chúng là không cần cơ chế định hướng để thu gió vì chúng có thể hoạt động độc lập với hướng gió. Ngoài ra, máy phát điện có thể được đặt trên mặt đất, giúp việc bảo trì dễ dàng hơn.

Những tuabin gió này có hiệu quả năng lượng thấp hơn so với trục ngang nhưng chúng vẫn hiệu quả ở những nơi có tốc độ gió thấp hoặc thay đổi. Ngoài ra, chúng yêu cầu khởi động bằng động cơ vì chúng không thể tự khởi động trong hầu hết các trường hợp.

Các loại tuabin gió trục đứng

Trong VAWT, có một số loại phụ:

1. Tua bin gió Savonius

El Savonius Đây là một trong những mô hình đơn giản và mạnh mẽ nhất. Nó được đặc trưng bởi có hai hình bán nguyệt nằm ngang, qua đó gió đi qua, tạo ra chuyển động quay. Mặc dù hiệu quả của nó thấp nhưng nó là một lựa chọn tốt khi cần hệ thống bảo trì thấp.

2. Tua bin gió Giromill

Loại tuabin gió này có bộ lưỡi dọc nối với hai thanh tạo thành trục thẳng đứng. Công suất năng lượng của nó dao động trong khoảng từ 10 đến 20 kW, khiến nó trở thành một lựa chọn hiệu quả hơn so với Savonius khi lắp đặt cho khu dân cư hoặc thương mại nhỏ.

3. Tua bin gió Darrieus

El darrieus Nó là một loại cao cấp hơn được tạo thành từ hai hoặc ba lưỡi lồi hai mặt. Thiết kế của nó cho phép tuabin gió tận dụng gió tốt hơn ở phạm vi tốc độ rộng. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là cần có rôto Savonius hoặc hệ thống khác để khởi động.

Vận hành tuabin gió trục đứng

Hoạt động của VAWT Nó tương đối đơn giản. Các cánh quạt quay được điều khiển bởi lực gió di chuyển theo các hướng khác nhau. Những tuabin gió này được luôn theo chiều gió, cho phép chúng tiếp tục hoạt động ngay cả khi tốc độ gió thấp.

Bởi vì chúng nhỏ gọn hơn nên tuabin gió trục thẳng đứng tạo ra ít điện năng hơn so với các tuabin gió trục ngang. Tuy nhiên, chúng đủ hiệu quả cho các ứng dụng như sưởi ấm một ngôi nhà, giữ đèn sáng hoặc thậm chí nạp tiền cho xe điện.

Tua bin gió trục ngang

Tua bin gió trục ngang là phổ biến nhất, đặc biệt là ở quy mô lớn các trang trại gió. Những tuabin gió này có hiệu suất năng lượng tốt hơn nhờ khả năng tạo ra năng lượng hiệu quả hơn từ tốc độ gió cao.

Các bộ phận của tua-bin gió này được đặt trong một chiếc gondola nằm trên đỉnh tháp. Rôto bao gồm ba cánh quạt, thu gió và tạo ra chuyển động quay được nhân lên thông qua hộp số để tạo ra điện. Chuyển động này do gió tạo ra sẽ được đưa tới máy phát điện để tạo ra năng lượng được vận chuyển vào lưới điện.

Tua bin gió nào hiệu quả hơn?

Các tuabin gió trục ngang Chúng thường hiệu quả hơn. Lý do là vì họ có thể tiếp cận tốc độ quay cao hơn và tận dụng gió tốt hơn ở độ cao lớn hơn, nơi tốc độ gió ổn định và mạnh hơn. Ngoài ra, chúng cần ít bánh răng hơn để tăng tốc độ quay, giúp khai thác động năng của gió tốt hơn.

Những đổi mới trong tuabin gió

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến ​​những đổi mới to lớn trong công nghệ gió. Một trong những hứa hẹn nhất là Máy nghiền không cánh xoáy, được phát triển bởi một công ty Tây Ban Nha. Loại tuabin gió không có bộ phận chuyển động này nhằm mục đích giảm chi phí bảo trì và loại bỏ tác động trực quan mà các tuabin gió truyền thống cỡ lớn tạo ra đối với cảnh quan.

Một dự án đầy tham vọng khác là Cây gió. Thiết kế này sử dụng 72 tuabin hình cánh quạt, bố trí trên cây cơ khí tạo ra năng lượng với sức gió rất nhẹ. Loại cấu trúc này sẽ lý tưởng khi được đặt ở các thành phố, cung cấp nguồn năng lượng tái tạo và có tính thẩm mỹ cao.

Sử dụng tua-bin gió trong lịch sử và hiện đại

Việc sử dụng năng lượng gió không có gì mới. Những cối xay gió đầu tiên được sử dụng để bơm nước hoặc xay ngũ cốc ở các vùng nông thôn. Tuy nhiên, đó là vào những năm 70 khi Đan Mạch đã đưa ra cam kết thực sự về năng lượng gió quy mô lớn, cho phép đất nước này trở thành nhà sản xuất công nghệ gió chính.

Ngày nay, các tuabin gió ban đầu được lắp đặt nhỏ ở các vùng nông thôn đã nhường chỗ cho các trang trại gió khổng lồ tạo ra hàng trăm megawatt năng lượng sạch để tiêu thụ trên khắp thế giới. Các công ty lớn như Siemens y lễ phục Họ dẫn đầu việc sản xuất các công nghệ này.

Tương lai của tua-bin gió liên quan đến những phát triển lớn về hiệu quả và chi phí. Người ta hy vọng rằng, với việc cài đặt tua bin nổi Gió ngoài khơi sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong quá trình chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.

Nhờ sự phát triển của loại hình đổi mới này, năng lượng gió đã không còn là giải pháp thử nghiệm và trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo chính trên toàn cầu.