مزايا وعيوب توربينات الرياح المحور الرأسي ، والاختلافات بين توربينات الرياح المحور الرأسي وتوربينات الرياح الأفقية المحور

مزايا وعيوب توربينات الرياح المحور الرأسي
مزايا توربينات الرياح المحور العمودي
1. مؤشرات الأداء الكلية عالية. من حيث البناء ، يتم استخدام تصميم محوري مزدوج مع شفرات مستقيمة ومثلثات ، وتركز نقطة القوة الرئيسية على المحور ، وحل مشاكل انفصال الشفرة والكسر والطيران. تشكل شفرات توربينات الرياح المحور العمودي دائرة ذات نفس الفرق في الزاوية ، والتي يمكن أن تقلل من الضغط على الدعم المركزي ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يمكن وضع سلسلة من المعدات الإضافية مثل علب التروس وصناديق التروس وأجهزة النقل على منصات العمل بالقرب من الأرض ، مما يقلل من وزن المروحة نفسها وإلى حد ما مما يقلل من تكاليف البناء والصيانة للمروحة. يمكن أيضًا استخدام مراوح المحور العمودي لتكامل البناء ، وهو أمر مفيد للبناء الحضري.
2. تقليل تلوث الضوضاء. اعتماد مبادئ دوران الطائرة الأفقي وتطبيق الشفرة في تصميم جناح الطائرات ، يتم تقليل الضوضاء إلى مستوى لا يمكن قياسه في البيئات الطبيعية.
3. لا حاجة لتثبيت الأنظمة الإضافية. بالمقارنة مع توربينات رياح المحور الأفقي ، فإن توربينات الرياح المحورية الرأسية لها طائرات دوران متوازية للأرض ، والتي تسمح بالحصول على طاقة الرياح من اتجاهات مختلفة دون الحاجة إلى إضافة أجهزة Yaw لضبط اتجاه استلام طاقة الرياح مثل توربينات الرياح الأفقية. الهيكل العام أبسط ، مما يقلل من الاهتزاز الناتج عن تشغيل توربينات الرياح إلى حد ما ويحسن موثوقيته.
4. مقاومة الرياح القوية. يتيح مبدأ الدوران الأفقي وتصميم محور مزدوج ثلاثي المثلث أن يقاوم أقل من ضغط الرياح ويمكن أن يقاوم الأعاصير التي تصل إلى 45 مترًا في الثانية.
5. بنية الشفرة بسيطة. بسبب القدرة المعززة لشفرات توربينات الرياح المحورية الرأسية لالتقاط طاقة الرياح ، عندما تدور الشفرات تحت قوة الرياح ، فإنها تتعرض فقط لضغط توربينات الرياح وتوتر قوة الطرد المركزي الدوار على الشفرات. لذلك ، يتم تقليل متطلبات مواد الشفرة ، والمواد المختارة أكثر عالمية ، مما يقلل من تكلفة شفرات الشراء.
6. زاد نطاق السرعة. بالمقارنة مع توربينات رياح المحور الأفقي ، يمكن أن تحقق توربينات الرياح المحورية العمودية سرعة قصوى أعلى بكثير ولديها ثبات تشغيلي أفضل تحت سرعات الرياح القوية. يمكنهم تحمل سرعات الرياح عالية الكثافة تصل إلى 60 متر/ثانية. طالما أن استراتيجية التحكم واختيار المواد في توربينات الرياح مناسبة ، فإن استخدام طاقة الرياح بواسطة توربينات الرياح المحورية الرأسية أكبر بكثير من توربينات الرياح المحورية الأفقية.
عيوب توربينات الرياح المحور الرأسي:
أولاً ، تكون مؤشرات أداء البدء لعشاق المحور العمودي أسوأ من تلك الخاصة بمشجعي المحور الأفقي. ثانياً ، أثناء دوران الشفرات ، يتم إنشاء عزم الدوران السلبي في بعض المواقف ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الإخراج للمروحة ؛ القضية الشائعة الثالثة لجميع توربينات الرياح هي مشكلة الاهتزاز المضاد ، وخاصة لتوربينات الرياح الكبيرة ؛ رابعًا ، نظرًا لحقيقة أن الرياح هي متغير غير مؤكد في الوقت الفعلي ، فإن استقرار طاقة إخراج طاقة الرياح ليس جيدًا مثل توليد الطاقة الحرارية التقليدية ، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة وصعوبة في اتصال الشبكة.
الفرق بين توربينات الرياح المحور العمودي وتوربينات الرياح الأفقية للمحور
الفرق 1: الأوراق
يتبنى تصميم شفرة التوربينات الريفية للمحور الأفقي عمومًا نظرية عنصر شفرة الزخم ، كما أن التداخل بين شفرات توربينات الرياح قوية جدًا. التدفق بأكمله معقد للغاية ، ومن المستحيل الحصول على نتائج دقيقة تستند فقط إلى نظرية عنصر الشفرة.
اعتماد تصميم شفرة التوربينات الريفية المحور العمودي على طريقة تصميم المحور الأفقي ، مع الاعتماد على نظرية عنصر الشفرة. نظرًا لحقيقة أن تدفق توربينات الرياح المحورية الرأسية أكثر تعقيدًا من تلك الموجودة في المحور الأفقي ، فهو عبارة عن انفصال كبير غير مستقر وهو غير مناسب للتحليل والتصميم باستخدام نظرية عنصر الشفرة.
الفرق 2: الهيكل
تتعرض شفرات توربينات الرياح ذات المحور الأفقي لتأثير مشترك للقوة بالقصور الذاتي والجاذبية أثناء دوران واحد. يتغير اتجاه القوة بالقصور الذاتي في أي وقت ، في حين أن اتجاه الجاذبية يبقى دون تغيير. نتيجة لذلك ، تتعرض الشفرات إلى حمولة متناوبة ، والتي تضر بشدة بقوة التعب. بالإضافة إلى ذلك ، يتم وضع مولدات المحور الأفقي على ارتفاعات من عشرات الأمتار ، مما يجلب الكثير من الإزعاج لتركيب المولدات وصيانتها وإصلاحها.
تواجه شفرات توربينات الرياح المحور العمودي قوة أفضل بكثير أثناء الدوران من تلك الموجودة في توربينات الرياح المحور الأفقي. نظرًا للاتجاه المستمر للقصور الذاتي والجاذبية ، فإنهم يخضعون لحمل ثابت ، مما يؤدي إلى حياة تعب أطول من توربينات الرياح الأفقية. وفي الوقت نفسه ، يمكن وضع مولد المحور العمودي تحت توربينات الرياح أو على الأرض لسهولة التثبيت والصيانة.
الفرق 3: بدء سرعة الرياح
إنه إجماع على أن الأداء البدء لتوربينات الرياح في المحور الأفقي جيد ، ولكن وفقًا لتجارب نفق الرياح التي أجراها مركز الصين للديناميكا الهوائية وتطويرها على توربينات الرياح ذات المحور الأفقي الصغير ، تتراوح سرعة الرياح التي تنطلق عمومًا بين 4 إلى 5 أمتار/ث ، مع الحد الأقصى للوصول إلى 5.9 متر/ثانية. من الواضح أن أداء البدء هذا غير مرضٍ. إنه أيضًا إجماع في الصناعة على أن أداء توربينات الرياح الرأسية المحور يكون ضعيفًا ، خاصة بالنسبة لنوع Darrieus ø - توربينات الرياح على شكل ، والتي ليس لها القدرة على البدء على الإطلاق. هذا أيضًا سبب يحد من تطبيق توربينات الرياح المحور العمودي. ومع ذلك ، هناك استنتاج معاكس من Youchanghu فيما يتعلق بتوربينات الرياح على شكل H Darrieus على شكل H. وفقًا لأبحاث المؤلف ، طالما تم اختيار الجنيح وزاوية التثبيت بشكل مناسب ، يمكن تحقيق أداء بداية جيد جدًا. من خلال تجارب نفق الرياح لتوربينات الرياح الرأسية التوربينية المزدوجة ، وتوربينات الرياح المحور الرأسي ، وتوربينات الرياح الرأسية للسنجاب ، فإن سرعة الرياح التي تنطلق من توربينات الرياح على شكل Darrieus على شكل H لا تحتاج إلا إلى 2 متر/ثانية ، والتي هي أفضل من توربينات الرياح ذات المحور الأفقي المذكورة أعلاه.
أي نوع من توربينات الرياح المحور العمودي جيد؟
يمكن تقسيمها إلى أربعة أنواع: ناتئ ، موازنة تحميل ، توربينات الرياح المتكاملة والمولد ، وفصلها. بعد المقارنة ، وجد ذلك:
(1) تعتمد توربينات الرياح الرأسية المتوازنة على الحمل على تصميم متماثل في التصميم الهيكلي ، وخاصة في المكونات الرئيسية ، مما يحسن إلى حد كبير الأداء التشغيلي ، وحياة الخدمة ، وأداء عملية التجميع لتوربينات الرياح المحور العمودي هيكليًا. الأبعاد الهيكلية الشاملة لهذا المنتج صغيرة ، مع قابلية معالجة التجميع الجيدة ، ونقل وتركيب مريح ، وأداء صيانة جيد. بالمقارنة مع توربينات الرياح المحورية العمودية التقليدية ، فإن لديها مزايا تقنية وتكاليف كبيرة.
(2) يضمن توربينات الرياح المنفصلة كفاءة التشغيل لتوربينات الرياح الرأسية المحور العمودي الجديد من المبدأ والهيكل ، وتحسن حياة التشغيل بشكل كبير ، ولديها مزايا أداء الصيانة الجيد ، وسهولة التثبيت ، وتكلفة التصنيع الإجمالية المنخفضة. لذلك ، فإن توربينات الرياح المنفصلة لها قيمة عملية رائعة ولها أيضًا قيمة ترويجية لتوربينات الرياح المحورية الرأسية من نفس النوع ولكن قوة مختلفة.