Nackdelarna med vertikal axel väderkvarnar

Nackdelarna med vertikal axel väderkvarnar

Lodrät axel väderkvarnar eller turbiner, väljs normalt för små anläggningar och användning i bostadsområden. Dessa turbiner har fördelen av enklare och mer tillförlitlig konstruktion, och rymmer vinden från någon riktning utan justeras. Men nackdelarna med vertikal axel turbiner bör undersökas för att fastställa om de är den bästa lösningen för din situation.

Typer av vertikala axeln väderkvarnar

Lodrät axel väderkvarnar (turbiner) finns i två huvudtyper. Först och kanske den tidigaste typ av väderkvarn är Savonius typen. Denna kvarn och dess variationer används vanligtvis i taket applikationer, ibland bara att tjäna syftet med vinden ventilation. I sin renaste form består Savonius väderkvarn av två eller tre skopor av plåt som fungerar på principen om luftmotståndet.

Den andra stora typ av vertikalaxlad turbin är den Darrieus typ. Detta vindkraftverk representerar en upprätt eggbeater. Det är vanligtvis uppbyggd av två eller flera bugade luftfolier. Turbinen håller spinning på grund av rörelsen av vinden förbi airfoil hjälper till att driva bladet längs.

Nackdelar eller Savonius vindkraftverket

Savonius turbinen lider främst på grund av dess vanligtvis låg monteringshöjd. Vinden nära marken har inte nästan energitäthet av vinden på högre höjder. Detta är normalt på grund av dra på vinden av träd, landskap funktioner och strukturer. Andra stora svårigheten med denna turbin är dess inneboende ineffektivitet. Eftersom turbinen arbetar genom att generera dra på luftströmmen kan går mycket av den tillgängliga energin förlorad. En annan konsekvens är att turbinen alltid kommer att fungera vid en lägre hastighet än airfoil typer, som kan förhindra turbinen från att vara användbart för elproduktion.

En tredje design brist är att kraften i vinden på strukturen bara kan övervinnas genom den bifogade filen i botten, som sätter mycket stress på lager, axel eller lameller av turbinen. Denna typ av turbin är också mottagliga för att vara igensatt med snö eller iskallt regn så det måste vara en metod att regelbundet rensa turbinen.

Nackdelarna med Darrieus turbinen

Darrieus turbinen är effektiv, men fortfarande har några nackdelar. Återigen, begränsa typiska låg montering höjder av turbinen totala effektiviteten. Ett annat problem är tendensen att vibrera så bladen flytta till framsidan och baksidan av vindriktningen. Denna pulsering kan orsaka ökad uthärda slitage och eventuell trötthet bristande stödstruktur. Blade hastigheten kan behöva begränsas till förhindra detta läge för misslyckande.

Darrieus turbiner är inte själv börjar. De behöver en utomstående kraft för att få dem spinning eftersom normalt blir det vridmoment på bladen om de inte rör sig i vinden.

Att övervinna nackdelarna

Sedan vertikala vindkraftverk tjäna en distinkt behöver, har framsteg inom turbin design att övervinna kända brister. Bristen på effektivitet, särskilt i Savonius typ väderkvarnar, kan vara mer än väl av lämplig placering. Till exempel släppa ut turbinen på toppen av en lutande tak tar fördel av den luft som strömmar över strukturera, och ökar kraftigt tillgängliga vindkraft. Detta är också en idealisk plats för denna typ av turbin, som kan konstrueras för att minimera vibrationer.

Pulserande kraften i en Darrieus turbin kan lösas med hjälp av tre lameller, spiral lameller i en kort helix eller genom att variera vinkeln på bladen beroende på vindriktning. Varierande vinkel av bladen kan också göra turbinen self-starting. Andra mönster har förenklat bladen med kortare vertikala blad, utan komplex geometri av den typiska "eggbeater" formen.