Ανεμογεννήτριες κάθετου και οριζόντιου άξονα: Τύποι και λειτουργία

Un ανεμογεννήτρια Είναι μια συσκευή σχεδιασμένη για μετατρέπουν την κινητική ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική με τη χρήση ρότορα και γεννήτριας. Αυτές οι ανεμογεννήτριες χωρίζονται σε δύο κύριους τύπους: ανεμογεννήτριες κάθετου άξονα και ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα. Και τα δύο έχουν μοναδικά χαρακτηριστικά και εφαρμόζονται σε διαφορετικές καταστάσεις ανάλογα με το περιβάλλον και τις ανάγκες εγκατάστασης.

Τύποι ανεμογεννητριών

Υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες ανεμογεννητριών:

• Ανεμογεννήτρια κάθετου άξονα (VAWT): Καταφέρνει να συλλαμβάνει τον άνεμο από οποιαδήποτε κατεύθυνση και έχει χαμηλό επίπεδο παραγωγής ενέργειας, γεγονός που το καθιστά ιδανικό για μέρη με χαμηλή ένταση ανέμου ή αστικές περιοχές όπου οι κανονισμοί εμποδίζουν την εγκατάσταση μεγάλων κατασκευών.
• Ανεμογεννήτρια οριζόντιου άξονα (HAWT): Χρησιμοποιείται περισσότερο σε μεγάλα αιολικά πάρκα. Η απόδοσή του είναι μεγαλύτερη και χρησιμοποιείται καλύτερα σε περιοχές όπου ο άνεμος είναι μεγαλύτερος και πιο σταθερός.

Ανεμογεννήτρια Κατακόρυφου Άξονα

Ανεμογεννήτριες κάθετου άξονα, γνωστές ως VAWT, είναι εκείνα στα οποία ο άξονας του ρότορα είναι κατακόρυφος ως προς το έδαφος. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματά τους είναι ότι δεν χρειάζονται μηχανισμούς προσανατολισμού για να συλλάβουν τον άνεμο, αφού μπορούν να λειτουργούν ανεξάρτητα από την κατεύθυνση του ανέμου. Επιπλέον, η ηλεκτρική γεννήτρια μπορεί να τοποθετηθεί στο έδαφος, διευκολύνοντας τη συντήρηση.

Αυτές οι ανεμογεννήτριες έχουν α χαμηλότερη ενεργειακή απόδοση σε σύγκριση με εκείνα με οριζόντιο άξονα, αλλά εξακολουθούν να είναι αποτελεσματικά σε περιοχές όπου η ταχύτητα του ανέμου είναι χαμηλή ή μεταβάλλεται. Επιπλέον, απαιτούν μηχανοκίνητη εκκίνηση καθώς δεν μπορούν να ξεκινήσουν μόνα τους στις περισσότερες περιπτώσεις.

Τύποι ανεμογεννητριών κάθετου άξονα

Εντός του VAWT, υπάρχουν διάφοροι υποτύποι:

1. Ανεμογεννήτρια Savonius

El Σαβόνιους Είναι ένα από τα πιο απλά και στιβαρά μοντέλα. Χαρακτηρίζεται από δύο οριζόντια μετατοπισμένα ημικύκλια, από τα οποία διέρχεται ο άνεμος, δημιουργώντας μια περιστροφική κίνηση. Αν και η απόδοσή του είναι χαμηλή, είναι μια καλή επιλογή όπου απαιτούνται συστήματα χαμηλής συντήρησης.

2. Ανεμογεννήτρια Giromill

Αυτός ο τύπος ανεμογεννήτριας έχει α σετ από κάθετες λεπίδες ενώνονται σε δύο ράβδους που αποτελούν τον κατακόρυφο άξονα. Η ενεργειακή του χωρητικότητα κυμαίνεται μεταξύ 10 και 20 kW, καθιστώντας το πιο αποδοτική επιλογή από το Savonius για μικρές οικιακές ή εμπορικές εγκαταστάσεις.

3. Ανεμογεννήτρια Darrieus

El Ντάριος Είναι πιο προηγμένος τύπος που αποτελείται από δύο ή τρεις αμφίκυρτες λεπίδες. Ο σχεδιασμός του επιτρέπει στην ανεμογεννήτρια να κάνει καλύτερη χρήση του ανέμου σε μεγάλες περιοχές ταχύτητας. Ωστόσο, το μειονέκτημά του είναι η ανάγκη για εκκίνηση ενός ρότορα Savonius ή άλλου συστήματος.

Λειτουργία ανεμογεννήτριας κάθετου άξονα

Η λειτουργία του VAWT Είναι σχετικά απλό. Τα πτερύγια περιστρέφονται κινούμενοι από τη δύναμη του ανέμου που κινείται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτές οι ανεμογεννήτριες είναι πάντα ευθυγραμμισμένο με τον άνεμο, επιτρέποντάς τους να συνεχίσουν να λειτουργούν ακόμα και όταν η ταχύτητα του ανέμου είναι χαμηλή.

Επειδή είναι πιο συμπαγείς, οι ανεμογεννήτριες κάθετου άξονα παράγουν λιγότερη ισχύ σε σύγκριση με τις αντίστοιχες ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα. Ωστόσο, είναι αρκετά αποδοτικά για εφαρμογές όπως π.χ ζέστανε ένα σπίτι, κρατήστε τα φώτα αναμμένα ή ακόμη επαναφόρτιση ηλεκτρικού αυτοκινήτου.

Ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα

Ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα είναι τα πιο κοινά, ειδικά σε μεγάλα αιολικά πάρκα. Αυτές οι ανεμογεννήτριες έχουν καλύτερη ενεργειακή απόδοση λόγω της ικανότητάς τους να παράγουν ενέργεια πιο αποτελεσματικά από υψηλές ταχύτητες ανέμου.

Τα εξαρτήματα αυτών των ανεμογεννητριών τοποθετούνται σε μια γόνδολα που βρίσκεται στην κορυφή του πύργου. Ο ρότορας, ο οποίος αποτελείται από τρία πτερύγια, συλλαμβάνει τον άνεμο και δημιουργεί μια περιστροφική κίνηση που πολλαπλασιάζεται μέσω ενός κιβωτίου ταχυτήτων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η κίνηση, που παράγεται από τον άνεμο, μεταφέρεται σε μια γεννήτρια που δημιουργεί την ενέργεια που μεταφέρεται στο δίκτυο.

Ποια ανεμογεννήτρια είναι πιο αποδοτική;

Ο ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα Συνήθως είναι πιο αποτελεσματικά. Αυτό συμβαίνει γιατί μπορούν να φτάσουν υψηλότερες ταχύτητες περιστροφής και να εκμεταλλευτείτε καλύτερα τον άνεμο σε μεγαλύτερα υψόμετρα, όπου η ταχύτητα του ανέμου είναι πιο σταθερή και ισχυρότερη. Επιπλέον, απαιτούν λιγότερα γρανάζια για να αυξήσουν την ταχύτητα περιστροφής, γεγονός που καθιστά δυνατή την καλύτερη αξιοποίηση της κινητικής ενέργειας του ανέμου.

Καινοτομίες στις ανεμογεννήτριες

Τα τελευταία χρόνια έχουμε δει μεγάλες καινοτομίες στην αιολική τεχνολογία. Ένα από τα πιο πολλά υποσχόμενα ήταν το Μύλοι χωρίς λεπίδες Vortex, που αναπτύχθηκε από ισπανική εταιρεία. Αυτός ο τύπος ανεμογεννητριών χωρίς κινούμενα μέρη στοχεύει στη μείωση του κόστους συντήρησης και στην εξάλειψη των οπτικών επιπτώσεων που δημιουργούν οι μεγάλες παραδοσιακές ανεμογεννήτριες στο τοπίο.

Ένα άλλο φιλόδοξο έργο είναι το Δέντρο ανέμου. Αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί 72 τουρμπίνες σε σχήμα λεπίδας, τοποθετημένες σε ένα μηχανικό δέντρο που παράγει ενέργεια με πολύ ελαφρούς ανέμους. Αυτός ο τύπος κατασκευής θα ήταν ιδανικός για να βρίσκεται σε πόλεις, παρέχοντας μια ανανεώσιμη και αισθητικά ευχάριστη πηγή ενέργειας.

Ιστορική και σύγχρονη χρήση ανεμογεννητριών

Η χρήση της αιολικής ενέργειας δεν είναι κάτι καινούργιο. Οι πρώτοι ανεμόμυλοι χρησιμοποιήθηκαν για την άντληση νερού ή την άλεση σιτηρών σε αγροτικές περιοχές. Ωστόσο, ήταν στη δεκαετία του '70 όταν Δανία ανέλαβε πραγματική δέσμευση για μεγάλης κλίμακας αιολική ενέργεια, η οποία επέτρεψε στη χώρα αυτή να γίνει ο κύριος κατασκευαστής αιολικής τεχνολογίας.

Σήμερα, οι ανεμογεννήτριες που ξεκίνησαν ως μικρές εγκαταστάσεις σε αγροτικές περιοχές έχουν δώσει τη θέση τους σε γιγάντια αιολικά πάρκα που παράγουν εκατοντάδες μεγαβάτ καθαρής ενέργειας για κατανάλωση σε όλο τον κόσμο. Οι μεγάλες εταιρείες όπως Siemens y vestas Αυτοί ηγούνται της παραγωγής αυτών των τεχνολογιών.

Το μέλλον των ανεμογεννητριών περιλαμβάνει σημαντικές εξελίξεις όσον αφορά την απόδοση και το κόστος. Αναμένεται ότι, με την εγκατάσταση του πλωτές τουρμπίνες Η υπεράκτια, η υπεράκτια αιολική ενέργεια θα διαδραματίσει ακόμη πιο σημαντικό ρόλο στη μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Χάρη στην ανάπτυξη αυτού του τύπου καινοτομίας, η αιολική ενέργεια έπαψε να είναι μια πειραματική λύση και έχει γίνει μια από τις κύριες πηγές ανανεώσιμης ενέργειας παγκοσμίως.