טורבינות רוח בציר אנכי ואופקי: סוגים ותפעול

Un טורבינת רוח זה מכשיר שמיועד ל להפוך את האנרגיה הקינטית של הרוח לאנרגיה חשמלית באמצעות רוטור וגנרטור. טורבינות רוח אלו מתחלקות לשני סוגים עיקריים: טורבינות רוח בציר אנכי ו טורבינות רוח בציר אופקי. לשניהם מאפיינים ייחודיים והם מיושמים במצבים שונים בהתאם לסביבה ולצורכי ההתקנה.

סוגי טורבינות רוח

ישנן שתי קטגוריות עיקריות של טורבינות רוח:

• טורבינת רוח בציר אנכי (VAWT): הוא מצליח ללכוד את הרוח מכל כיוון ובעל רמה נמוכה של ייצור אנרגיה, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור מקומות עם עוצמת רוח נמוכה או אזורים עירוניים בהם התקנות מונעות התקנת מבנים גדולים.
• טורבינת רוח בציר אופקי (HAWT): זה הכי בשימוש בחוות רוח גדולות. יעילותו גדולה יותר והוא מנוצל טוב יותר באזורים בהם הרוח גדולה וקבועה יותר.

טורבינת רוח ציר אנכי

טורבינות רוח בציר אנכי, הידועות בשם VAWT, הם אלה שבהם ציר הרוטור אנכי ביחס לקרקע. אחד היתרונות העיקריים שלהם הוא שהם לא צריכים מנגנוני התמצאות כדי ללכוד את הרוח, מכיוון שהם יכולים לפעול ללא תלות בכיוון הרוח. בנוסף, הגנרטור החשמלי יכול להיות ממוקם על הקרקע, מה שמקל על התחזוקה.

לטורבינות הרוח הללו יש א יעילות אנרגטית נמוכה יותר בהשוואה לאלו עם ציר אופקי, אבל הם עדיין יעילים באזורים שבהם מהירות הרוח נמוכה או משתנה. בנוסף, הם דורשים התנעה ממונעת מכיוון שהם אינם יכולים להתחיל בעצמם ברוב המקרים.

סוגי טורבינות רוח בציר אנכי

בתוך ה-VAWT, ישנם מספר תת-סוגים:

1. טורבינת רוח Savonius

El סבוניוס זהו אחד הדגמים הפשוטים והחזקים ביותר. הוא מאופיין בכך שיש לו שני חצאי מעגלים עקורים אופקית, דרכם עוברת הרוח, ויוצרת תנועה סיבובית. למרות שיעילותו נמוכה, זוהי אפשרות טובה כאשר נדרשות מערכות תחזוקה נמוכות.

2. טורבינת רוח ג'ירומיל

לסוג זה של טורבינת רוח יש א סט להבים אנכיים מחוברים לשני פסים המרכיבים את הציר האנכי. קיבולת האנרגיה שלו נעה בין 10 ל-20 קילוואט, מה שהופך אותו לאופציה יעילה יותר מה-Savonius עבור מתקנים קטנים למגורים או מסחריים.

3. טורבינת רוח של דאריאוס

El דריוס זה סוג מתקדם יותר שמורכב ממנו שניים או שלושה להבים דו קמורים. העיצוב שלה מאפשר לטורבינת הרוח לנצל טוב יותר את הרוח בטווחי מהירות רחבים. עם זאת, החיסרון שלו הוא הצורך ברוטור של Savonius או מערכת אחרת כדי להפעיל אותו.

הפעלת טורבינת רוח בציר אנכי

הפעולה של VAWT זה יחסית פשוט. הלהבים מסתובבים מונעים מכוח הרוח הנעה בכיוונים שונים. טורבינות הרוח האלה הן תמיד מיושר עם הרוח, מה שמאפשר להם להמשיך לפעול גם כשמהירות הרוח נמוכה.

מכיוון שהן קומפקטיות יותר, טורבינות רוח בציר אנכי מייצרות פחות כוח בהשוואה למקבילותיהן בציר האופקי. עם זאת, הם יעילים מספיק עבור יישומים כגון לחמם בית, לשמור על אורות דולקים o incluso להטעין מכונית חשמלית.

טורבינות רוח בציר אופקי

טורבינות רוח בציר אופקי הם הנפוצים ביותר, במיוחד בגדול חוות רוח. לטורבינות רוח אלו יש ביצועים אנרגטיים טובים יותר בשל יכולתן לייצר חשמל ביעילות רבה יותר ממהירויות רוח גבוהות.

מרכיבי טורבינות הרוח הללו ממוקמים בגונדולה הממוקמת בראש המגדל. הרוטור, המורכב משלושה להבים, לוכד את הרוח ומייצר תנועה סיבובית המוכפלת דרך תיבת הילוכים לייצור חשמל. תנועה זו, שנוצרת על ידי הרוח, מועברת לגנרטור שיוצר את האנרגיה המועברת לרשת.

איזו טורבינת רוח יעילה יותר?

ل טורבינות רוח בציר אופקי הם בדרך כלל יעילים יותר. זה בגלל שהם יכולים להגיע מהירויות סיבוב גבוהות יותר ולנצל טוב יותר את הרוח בגבהים גבוהים יותר, שבהם מהירות הרוח קבועה וחזקה יותר. בנוסף, הם דורשים פחות הילוכים כדי להגביר את מהירות הסיבוב, מה שמאפשר לרתום טוב יותר את האנרגיה הקינטית של הרוח.

חידושים בטורבינות רוח

בשנים האחרונות ראינו חידושים גדולים בטכנולוגיית הרוח. אחד המבטיחים ביותר היה טחנות וורטקס ללא להבים, שפותח על ידי חברה ספרדית. סוג זה של טורבינת רוח ללא חלקים נעים נועד להפחית את עלויות התחזוקה ולבטל את ההשפעה החזותית שיוצרות טורבינות רוח מסורתיות גדולות על הנוף.

פרויקט שאפתני נוסף הוא עץ רוח. עיצוב זה משתמש ב-72 טורבינות בצורת להב, המסודרות על עץ מכני שיוצר אנרגיה עם רוחות קלות מאוד. סוג זה של מבנה יהיה אידיאלי להיות ממוקם בערים, לספק מקור מתחדש ואסתטי של אנרגיה.

שימוש היסטורי ומודרני בטורבינות רוח

השימוש באנרגיית רוח אינו דבר חדש. טחנות הרוח הראשונות שימשו לשאיבת מים או לטחינת תבואה באזורים כפריים. עם זאת, זה היה בשנות ה-70 כאשר דנמרק התחייבה אמיתית לאנרגיית רוח בקנה מידה גדול, מה שאפשר למדינה הזו להפוך ליצרנית העיקרית של טכנולוגיית הרוח.

כיום, טורבינות רוח שהחלו כמתקנים קטנים באזורים כפריים פינו את מקומן לחוות רוח ענקיות המייצרות מאות מגה וואט של אנרגיה נקייה לצריכה ברחבי העולם. חברות גדולות כמו סימנס y וסטאס הם מובילים את ייצור הטכנולוגיות הללו.

עתידן של טורבינות הרוח כרוך בפיתוחים גדולים במונחים של יעילות ועלות. צפוי כי, עם ההתקנה של טורבינות צפות רוח ימית מהחוף תמלא תפקיד חשוב עוד יותר במעבר לאנרגיה מתחדשת.

הודות לפיתוח חדשנות מסוג זה, אנרגיית הרוח הפסיקה להיות פתרון ניסיוני והפכה לאחד המקורות העיקריים לאנרגיה מתחדשת בעולם.