Keuntungan dan Kerugian Turbin Angin Sumbu Vertikal, Perbedaan Antara Turbin Angin Sumbu Vertikal dan Turbin Angin Sumbu Horizontal

Keuntungan dan Kerugian Turbin Angin Sumbu Vertikal
Keuntungan dari turbin angin sumbu vertikal
1. Indikator kinerja keseluruhan tinggi. Dalam hal konstruksi, desain pivot ganda dengan bilah lurus dan segitiga digunakan, dan titik gaya utama terkonsentrasi pada hub, memecahkan masalah detasemen blade, fraktur, dan terbang keluar. Pisau turbin angin sumbu vertikal membentuk lingkaran dengan perbedaan sudut yang sama, yang dapat mengurangi tekanan pada dukungan pusat; Selain itu, serangkaian peralatan tambahan seperti gearbox, gearbox, dan perangkat transmisi dapat ditempatkan pada platform kerja yang relatif dekat dengan tanah, mengurangi berat kipas itu sendiri dan sampai batas tertentu mengurangi biaya konstruksi dan pemeliharaan kipas. Kipas sumbu vertikal juga dapat digunakan untuk membangun integrasi, yang bermanfaat untuk konstruksi perkotaan.
2. Kurangi polusi suara. Mengadopsi prinsip -prinsip rotasi bidang horizontal dan aplikasi blade dalam desain sayap pesawat, kebisingan dikurangi ke tingkat yang tidak dapat diukur dalam lingkungan alami.
3. Tidak perlu menginstal sistem tambahan. Dibandingkan dengan turbin angin sumbu horizontal, turbin angin sumbu vertikal memiliki bidang rotasi blade yang sejajar dengan tanah, yang memungkinkan energi angin diperoleh dari berbagai arah tanpa perlu menambahkan perangkat yaw untuk menyesuaikan arah menerima energi angin seperti turbin angin sumbu horizontal. Struktur keseluruhan lebih sederhana, yang mengurangi getaran yang dihasilkan oleh operasi turbin angin sampai batas tertentu dan meningkatkan keandalannya.
4. Ketahanan angin kencang. Prinsip rotasi horizontal dan desain pivot ganda segitiga memungkinkannya menahan tekanan angin yang lebih sedikit dan dapat menahan topan hingga 45 meter per detik.
5. Struktur bilahnya sederhana. Karena peningkatan kemampuan bilah turbin angin sumbu vertikal untuk menangkap energi angin, ketika bilah berputar di bawah gaya angin, mereka hanya mengalami tekanan dari turbin angin dan tegangan gaya sentrifugal yang berputar pada bilah. Oleh karena itu, persyaratan untuk bahan blade dikurangi, dan bahan yang dipilih lebih universal, mengurangi biaya pembelian bilah.
6. Kisaran kecepatan telah meningkat. Dibandingkan dengan turbin angin sumbu horizontal, turbin angin sumbu vertikal dapat mencapai kecepatan maksimum yang jauh lebih tinggi dan memiliki stabilitas operasional yang lebih baik di bawah kecepatan angin yang kuat. Mereka dapat menahan kecepatan angin intensitas tinggi hingga 60m/s. Selama strategi kontrol dan pemilihan material turbin angin sesuai, pemanfaatan energi angin oleh turbin angin sumbu vertikal jauh lebih besar daripada turbin angin sumbu horizontal.
Kerugian turbin angin sumbu vertikal:
Pertama, indikator kinerja awal kipas sumbu vertikal lebih buruk daripada kipas poros horizontal. Kedua, selama satu rotasi bilah, torsi negatif dihasilkan pada beberapa posisi, menghasilkan efisiensi output kipas yang rendah; Masalah umum ketiga untuk semua turbin angin adalah masalah anti getaran, terutama untuk turbin angin besar; Keempat, karena fakta bahwa angin adalah variabel real-time yang tidak pasti, stabilitas tenaga output pembangkit listrik tenaga angin tidak sebagus pembangkit listrik termal tradisional, menghasilkan fluktuasi besar dan kesulitan dalam koneksi jaringan.
Perbedaan antara turbin angin sumbu vertikal dan turbin angin sumbu horizontal
Perbedaan 1: Daun
Desain blade turbin angin sumbu horizontal umumnya mengadopsi teori elemen blade momentum, dan gangguan antara bilah turbin angin juga sangat kuat. Seluruh aliran sangat kompleks, dan tidak mungkin untuk mendapatkan hasil yang akurat semata -mata berdasarkan teori elemen blade.
Desain blade turbin angin sumbu vertikal digunakan untuk didasarkan pada metode desain sumbu horizontal, mengandalkan teori elemen blade. Karena fakta bahwa aliran turbin angin sumbu vertikal lebih kompleks daripada sumbu horizontal, itu adalah aliran pemisahan besar yang khas dan tidak cocok untuk analisis dan desain menggunakan teori elemen blade.
Perbedaan 2: Struktur
Bilah turbin angin sumbu horizontal mengalami efek gabungan dari gaya inersia dan gravitasi selama satu rotasi. Arah gaya inersia berubah kapan saja, sedangkan arah gravitasi tetap tidak berubah. Akibatnya, bilah mengalami beban bergantian, yang sangat merugikan kekuatan kelelahan mereka. Selain itu, generator sumbu horizontal ditempatkan pada ketinggian puluhan meter, yang membawa banyak ketidaknyamanan pada pemasangan, pemeliharaan, dan perbaikan generator.
Bilah turbin sumbu vertikal mengalami gaya yang jauh lebih baik selama rotasi daripada turbin angin sumbu horizontal. Karena arah konstan inersia dan gravitasi, mereka mengalami beban konstan, menghasilkan masa pakai yang lebih lama daripada turbin angin sumbu horizontal. Sementara itu, generator sumbu vertikal dapat ditempatkan di bawah turbin angin atau di tanah untuk pemasangan dan pemeliharaan yang mudah.
Perbedaan 3: Mulai kecepatan angin
Ini adalah konsensus bahwa kinerja awal turbin angin sumbu horizontal baik, tetapi menurut eksperimen terowongan angin yang dilakukan oleh Pusat Penelitian Aerodinamika China dan Pusat Pengembangan pada Turbin Angin Sumbu Horizontal Kecil, kecepatan angin awal umumnya antara 4-5m/s, dengan maksimum mencapai 5,9m/s. Kinerja awal seperti itu jelas tidak memuaskan. Ini juga merupakan konsensus dalam industri bahwa kinerja awal turbin angin sumbu vertikal buruk, terutama untuk tipe Darrieus ø - Turbin angin berbentuk sama sekali, yang tidak memiliki kemampuan memulai diri sama sekali. Ini juga merupakan alasan yang membatasi penerapan turbin angin sumbu vertikal. Namun, ada kesimpulan yang berlawanan dari YouChanghu mengenai turbin angin berbentuk H Darrieus. Menurut penelitian penulis, selama sudut dan sudut instalasi dipilih dengan tepat, kinerja awal yang cukup baik dapat dicapai. Melalui eksperimen terowongan angin dari turbin angin poros vertikal ganda, turbin angin sumbu vertikal, dan turbin angin sangkar sangkar tupai, kecepatan angin mulai dari turbin angin berbentuk H tipe Darrieus ini hanya membutuhkan 2m/s, yang lebih baik daripada turbin angin sumbu horizontal yang disebutkan di atas.
Jenis turbin angin sumbu vertikal mana yang bagus?
Ini dapat dibagi menjadi empat jenis: kantilever, penyeimbangan beban, turbin angin terintegrasi dan generator, dan terpisah. Setelah perbandingan, ditemukan itu:
(1) Turbin angin sumbu vertikal beban mengadopsi tata letak simetris dalam desain struktural, terutama di komponen utama, yang sangat meningkatkan kinerja operasional, masa pakai layanan, dan kinerja proses perakitan dari turbin angin sumbu vertikal secara struktural. Dimensi struktural keseluruhan dari produk ini kecil, dengan kemampuan proses perakitan yang baik, transportasi dan pemasangan yang nyaman, dan kinerja pemeliharaan yang baik. Dibandingkan dengan turbin angin sumbu vertikal tradisional, ia memiliki keunggulan teknis dan biaya yang signifikan.
(2) Turbin angin yang terpisah memastikan efisiensi operasi dari turbin angin sumbu vertikal yang seimbang dari prinsip dan struktur, sangat meningkatkan masa pakai operasi, dan memiliki keuntungan dari kinerja pemeliharaan yang baik, pemasangan yang mudah, dan biaya manufaktur yang rendah secara keseluruhan. Oleh karena itu, turbin angin yang terpisah memiliki nilai praktis yang besar dan juga memiliki nilai promosi untuk turbin angin sumbu vertikal dari jenis yang sama tetapi daya yang berbeda.