ქარის ენერგია არის შემოსახვევი და უბნელი ძალის წყარო, რომელიც შეიძლება შემციროს თევზების სათავეში არსებული აირის დატოვება და ფოსილური საწვავის დამოკიდებულება. ქარის ტურბინები არის მანქანები, რომლებიც ქარის კინეტიკურ ენერგიას ელექტროენერგიაში გარდაქმნიან. ქარის ტურბინების ძირითადი ორი ტიპი არსებობს მათი ღერძის მიმართულების მიხედვით: ჰორიზონტალური და ვერტიკალური.
ჰორიზონტალური ღერძის ქარის ტურბინა (HAWT) არის ქარის ტურბინა, რომლის ღერძი ჰორიზონტალური ან პარალელურია დედამიწის ზედაპირის მიმართ. HAWTs არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ქარის ტურბინები დიდი მასშტაბის ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. ისინი ჩვეულებრივ სამი ფრთას აქვთ, რომლებიც ჰგავთ ავიატიკურ პროპელერებს, თუმცა ზოგი შეიძლება ჰქონდეს ორი ან ერთი ფრთა.
HAWT-ის ძირითადი კომპონენტებია:
როტორი, რომელიც შედგება ფრთებისა და ჰაბისგან, რომელიც ადგილზე აერთიანებს ისეთებს შაფსთან.
ნაკელი შეიცავს გენერატორს, გეარბოქსს, ბრეკს, იაუ სისტემას და სხვა მექანიკურ და ელექტრონულ კომპონენტებს.
ტაუერი ახელმისამართებს ნაკელს და როტორს დედამიწის ზედაპირზე და ახასიათებს მათ ქარის უფრო მრავალ დაჭერას.
ფუნდამენტი ანქორებს ტაუერს დედამიწაზე და ასახავს ტვირთს ქარის ტურბინიდან.
HAWT-ის მუშაობის პრინციპი დაფუძნებულია აირის წარმოქმნაზე, რომელიც არის ძალა, რომელიც აწევს საგანს ზემოთ, როდესაც ჰაერი გადავლებს მის ზედაპირზე. HAWT-ის ფრთები არის აეროფოილების მსგავსი, რომლებიც ქარის დაჭერისას ქმნიან წნევის განსხვავებას მათ ზედა და ქვედა ზედაპირებს შორის. ეს წნევის განსხვავება იწვევს ფრთების როტაციას ჰორიზონტალური ღერძის მიმართ, რაც თავის მხრივ დრივერს და გენერატორს აწარმოებს ელექტროენერგიას.
HAWT-ის როტორის სიბრტყე უნდა იყოს მიმართული ქარის მიმართულების მიხედვით, რათა მაქსიმალურად გაასარგებლოს მისი ეფექტურობა. ამიტომ, HAWT-ს აქვს ქარის სენსორი და იაუ სისტემა, რომელიც ადგენს ნაკელის ორიენტაციას ქარის მიმართულების მიხედვით. HAWT-ს აქვს პიჩ სისტემა, რომელიც ცვლის ფრთების ატაკის კუთხეს მათ როტაციული სიჩქარისა და ძალის გამოტაცების კონტროლისთვის.
HAWT-ის უარესი მხარეები არის:
მათთვის საჭიროა მაღალი ტაუერი და დიდი მიწის ფართობი, რათა ავიდეს ტურბულენტობისა და ახლობელ სტრუქტურებისა ან ტერენის დარღვევის გარეშე.
ისინი უფრო ძვირი და რთულია დაყენება და მრავალფეროვანი მოძრავი და ელექტრონული კომპონენტების მქონე VAWT-ებზე.
ისინი უფრო დამატებული არიან დანახარჯების და დაზიანების მიმართ მაღალი ქარის, ქარიშხლის, შუქის, ფრინველების ან ნივრის მიმართ.
ვერტიკალური ღერძის ქარის ტურბინა (VAWT) არის ქარის ტურბინა, რომლის ღერძი ვერტიკალური ან პერპენდიკულარულია დედამიწის ზედაპირის მიმართ. VAWT-ები ნაკლებად ხშირად გამოიყენება, ვიდრე HAWT-ები, მაგრამ ისინი არიან უფრო სასარგებლო პატარა მასშტაბის და ქალაქური აპლიკაციებისთვის. ისინი ჩვეულებრივ აქვთ ორი ან სამი ფრთა, რომლებიც არიან ან სწორი ან კურვილი.
VAWT-ის ძირითადი კომპონენტებია:
როტორი, რომელიც შედგება ფრთებისა და ვერტიკალური შაფისგან, რომელიც აერთიანებს ისეთებს გენერატორთან.
გენერატორი, რომელიც როტორის მექანიკურ ენერგიას ელექტროენერგიაში გარდაქმნის.
ფუნდამენტი, რომელიც ხელმისამართებს როტორს და გენერატორს დედამიწაზე და აერთიანებს ისეთებს დედამიწასთან.
VAWT-ის მუშაობის პრინციპი დაფუძნებულია დრეგის ზე, რომელიც არის ძალა, რომელიც წინააღმდეგობს საგანის მოძრაობას, როდესაც ჰაერი გადავლებს მის ზედაპირზე. VAWT-ის ფრთები სიმეტრიული ან ასიმეტრიულია, რომლებიც ქმნიან განსხვავებულ დრეგს, როდესაც ისინი მიმართულია ქარის მიმართულების მიმართ ან წინააღმდეგ. ეს დრეგის განსხვავება იწვევს ფრთების როტაციას ვერტიკალური ღერძის მიმართ, რაც თავის მხრივ გენერატორს აწარმოებს ელექტროენერგიას.
VAWT-ის როტორის სიბრტყე არ არის საჭირო მიმართული ქარის მიმართულების მიხედვით, რადგან ის შეიძლება ჩამოიჭრას ქარი ნებისმიერი მიმართულებიდან. ამიტომ, VAWT-ს არ აქვს იაუ სისტემა ან ქარის სენსორი. თუმცა, VAWT-ს შეიძლება ჰქონდეს პიჩ სისტემა, რომელიც ცვლის ფრთების ატაკის კუთხეს მათ როტაციული სიჩქარისა და ძალის გამოტაცების კონტროლისთვის.
VAWT-ის უარესი მხარეები არის:
ისინი უფრო დამატებული არიან დრეგით და ნაკლები აირით, ვიდრე HAWT-ები.
ისინი არიან უფრო დამატებული ტორკის რიპლის და მექანიკურ სტრესის მიმართ, ვიდრე HAWT-ები, რადგან ისინი აქვთ მეტი აეროდინამიკური ძალების ცვლილება თითოეულ როტაციაში.
ისინი არ შეიძლება დაყენდეს ზღვის სარკინი და ნებისმიერი საფუძველის დასახელებაზე, რადგან ისინი ნაკლებად სტაბილური და დიდი
