Ventajas y desventajas de las turbinas eólicas del eje vertical, diferencias entre las turbinas eólicas del eje vertical y las turbinas eólicas del eje horizontal

Ventajas y desventajas de las turbinas eólicas del eje vertical
Ventajas de las turbinas eólicas del eje vertical
1. Los indicadores generales de rendimiento son altos. En términos de construcción, se usa un diseño de pivote doble con cuchillas rectas y triángulos, y el punto de fuerza principal se concentra en el cubo, resolviendo los problemas de desprendimiento de cuchillas, fractura y volar. Las cuchillas de la turbina eólica del eje vertical forman un círculo con la misma diferencia de ángulo, lo que puede reducir la presión sobre el soporte central; Además, una serie de equipos auxiliares, como cajas de cambios, cajas de cambios y dispositivos de transmisión, se pueden colocar en plataformas de trabajo relativamente cerca del suelo, reduciendo el peso del ventilador en sí y, en cierta medida, reduciendo los costos de construcción y mantenimiento del ventilador. Los ventiladores del eje vertical también se pueden utilizar para la integración de edificios, lo cual es beneficioso para la construcción urbana.
2. Reducir la contaminación acústica. Adoptando los principios de la rotación del plano horizontal y la aplicación de la cuchilla en el diseño del ala de la aeronave, el ruido se reduce a un nivel que no se puede medir en entornos naturales.
3. No es necesario instalar sistemas auxiliares. En comparación con las turbinas eólicas del eje horizontal, las turbinas eólicas del eje vertical tienen planos de rotación de cuchillas paralelos al suelo, lo que permite obtener energía eólica de varias direcciones sin la necesidad de agregar dispositivos de guiñada para ajustar la dirección de la energía eólica como las turbinas eólicas horizontales del eje. La estructura general es más simple, lo que reduce la vibración generada por la operación de la turbina eólica hasta cierto punto y mejora su confiabilidad.
4. Fuerte resistencia al viento. El principio de rotación horizontal y diseño triangular de doble pivote le permite soportar menos presión del viento y puede soportar tifones de hasta 45 metros por segundo.
5. La estructura de la cuchilla es simple. Debido a la capacidad mejorada de las palas de la turbina eólica del eje vertical para capturar la energía del viento, cuando las cuchillas giran bajo la fuerza del viento, solo están sujetos a la presión de la turbina eólica y la tensión de la fuerza centrífuga giratoria en las cuchillas. Por lo tanto, los requisitos para los materiales de la cuchilla se reducen y los materiales seleccionados son más universales, lo que reduce el costo de la compra de cuchillas.
6. El rango de velocidad ha aumentado. En comparación con las turbinas eólicas del eje horizontal, las turbinas eólicas del eje vertical pueden lograr una velocidad máxima mucho más alta y tener una mejor estabilidad operativa bajo fuertes velocidades del viento. Pueden soportar velocidades de viento de alta intensidad de hasta 60 m/s. Mientras la estrategia de control y la selección de material de la turbina eólica sean apropiadas, la utilización de la energía eólica por las turbinas eólicas del eje vertical es mucho mayor que la de las turbinas eólicas del eje horizontal.
Desventajas de las turbinas eólicas del eje vertical:
En primer lugar, los indicadores de rendimiento iniciales de los ventiladores del eje vertical son peores que los de los ventiladores del eje horizontal. En segundo lugar, durante una rotación de las cuchillas, se genera un par negativo en algunas posiciones, lo que resulta en una baja eficiencia de salida del ventilador; El tercer problema común para todas las turbinas eólicas es el problema de la vibración, especialmente para grandes turbinas eólicas; Cuarto, debido al hecho de que el viento es una variable incierta en tiempo real, la estabilidad de la potencia de salida de la generación de energía eólica no es tan buena como la de la generación de energía térmica tradicional, lo que resulta en grandes fluctuaciones y dificultades en la conexión de la cuadrícula.
La diferencia entre las turbinas eólicas del eje vertical y las turbinas eólicas del eje horizontal
Diferencia 1: Hojas
El diseño de la cuchilla de las turbinas eólicas del eje horizontal generalmente adopta la teoría del elemento de la cuchilla de impulso, y la interferencia entre las cuchillas de la turbina eólica también es muy fuerte. Todo el flujo es muy complejo, y es imposible obtener resultados precisos basados ​​únicamente en la teoría del elemento de la cuchilla.
El diseño de la cuchilla de las turbinas eólicas del eje vertical solía basarse en el método de diseño del eje horizontal, confiando en la teoría del elemento de la cuchilla. Debido al hecho de que el flujo de una turbina eólica del eje vertical es más complejo que el de un eje horizontal, es un flujo típico de separación grande inestable y no es adecuado para el análisis y el diseño utilizando la teoría del elemento de la cuchilla.
Diferencia 2: estructura
Las cuchillas de una turbina eólica del eje horizontal se someten a un efecto combinado de fuerza inercial y gravedad durante una rotación. La dirección de la fuerza inercial cambia en cualquier momento, mientras que la dirección de la gravedad permanece sin cambios. Como resultado, las cuchillas están sujetas a una carga alterna, que es muy perjudicial para su fuerza de fatiga. Además, los generadores del eje horizontal se colocan a alturas de decenas de metros, lo que trae muchos inconvenientes a la instalación, mantenimiento y reparación de los generadores.
Las cuchillas de una turbina eólica del eje vertical experimentan una fuerza mucho mejor durante la rotación que las de una turbina eólica del eje horizontal. Debido a la dirección constante de la inercia y la gravedad, se someten a una carga constante, lo que resulta en una vida útil de fatiga más larga que una turbina eólica del eje horizontal. Mientras tanto, el generador de eje vertical se puede colocar debajo de la turbina eólica o en el suelo para una fácil instalación y mantenimiento.
Diferencia 3: Iniciar velocidad del viento
Es un consenso que el rendimiento inicial de las turbinas eólicas del eje horizontal es bueno, pero de acuerdo con los experimentos de túnel de viento realizados por el Centro de Investigación y Desarrollo de Aerodinámica de China en pequeñas turbinas eólicas del eje horizontal, la velocidad del viento inicial generalmente es entre 4-5m/s, con el máximo alcanzando 5.9m/s. Tal rendimiento inicial es claramente insatisfactorio. También es un consenso en la industria que el rendimiento inicial de las turbinas eólicas del eje vertical es pobre, especialmente para el tipo de Darrieus ø - Turbinas eólicas con forma, que no tienen capacidad para comenzar en absoluto. Esta es también una razón que limita la aplicación de turbinas eólicas del eje vertical. Sin embargo, hay una conclusión opuesta de Yoochanghu con respecto a la turbina eólica en forma de H estilo Darrieus. Según la investigación del autor, siempre que la superficie aerodinámica y el ángulo de instalación se seleccionen de manera adecuada, se puede lograr un rendimiento inicial bastante bueno. A través de experimentos de túnel de viento de turbinas eólicas verticales de eje vertical de turbina, turbinas eólicas de eje vertical y turbinas eólicas verticales de la jaula de la jaula de la ardilla, la velocidad de inicio del viento de esta turbina eólica tipo H solo necesita 2M/S, que es mejor que las turbinas de eje del eje horizontal mencionadas anteriormente.
¿Qué tipo de turbina de viento del eje vertical es bueno?
Se puede dividir en cuatro tipos: voladizo, equilibrio de carga, turbina eólica integrada y generador, y separado. Después de la comparación, se encuentra que:
(1) La turbina eólica vertical de carga de carga adopta un diseño simétrico en el diseño estructural, especialmente en los componentes principales, que mejora en gran medida el rendimiento operativo, la vida útil y el rendimiento del proceso de ensamblaje del eje vertical turbina eólica estructuralmente. Las dimensiones estructurales generales de este producto son pequeñas, con buena procesabilidad de ensamblaje, transporte e instalación conveniente y buen rendimiento de mantenimiento. En comparación con las turbinas eólicas tradicionales del eje vertical, tiene importantes ventajas técnicas y de costos.
(2) La turbina eólica separada garantiza la eficiencia operativa de la nueva carga de eje vertical equilibrado turbina eólica del principio y la estructura, mejora enormemente la vida operativa y tiene las ventajas de un buen rendimiento de mantenimiento, instalación fácil y bajo costo general de fabricación. Por lo tanto, las turbinas eólicas separadas tienen un gran valor práctico y también tienen un valor promocional para las turbinas eólicas del eje vertical del mismo tipo pero diferente potencia.