Turbinae Ventorum Axis Horizontalis et Verticalis: Comparatio

Energia venti est renovabilis et pura fons potentiae quae potest restringere emissiones gasorum caloris et dependentiolam ab fossilibus. Turbinae venti sunt machinae quae convertunt energiam cineticam venti in energiam electricam. Duos principes typus turbinae venti existunt secundum axem suum: horizontalis et verticalis.

Quid est Turbina Ventus Axis Horizontalis?

Turbina ventus axis horizontalis (HAWT) definitur ut turbina venti quae habet axem rotationis horizontalem vel parallelum ad terram. HAWTs sunt communissimus typus turbinarum venti usus pro generatione electricitatis in magna scala. Saepe tres pinnas habent quae similes sunt propulsoribus aeroplanorum, quamvis aliquae duos vel unum pinna possint habere.

Principales partes HAWT sunt:

• Rota, quae constat ex pinnis et hub quod connectit eas ad shaftam.

• Nacelle continet generatorem, gearbox, frenum, systema yaw, et alios componentes mechanicum et electricum.

• Turris sustinet nacellam et rotam et elevat eas super terram ut plus venti capiat.

• Fundamentum ancorat turrim ad terram et transferit onera a turbine venti.

Principium operativum HAWT fundatur in levitate, quae est vis quae impellit objectum sursum quando aer fluens super superficiem eius. Pinnae HAWT formatae sunt sicut aerofoils, quae creant differentiam pressionis inter superficies superiores et inferiores cum ventus fluit. Haec differentia pressionis causat pinnas rotari circa axem horizontalis, quae in turnum movet shaftam et generatorem ut producat electricitatem.

Planum rotoris HAWT debet esse allinatum cum directione venti ut maximam efficaciam habeat. Itaque, HAWT habet sensor venti et systema yaw quae adjustant orientationem nacellae secundum directionem venti. HAWT habet etiam systema pitch quod mutat angulum attacquae pinnarum ut contineat velocitatem rotationalis et output potentiae.

Advantages HAWT sunt:

• Maior efficacia quam VAWTs quia plus captant venti cum minus trahunt.

• Minus fluctuationis torque et stress mechanicum quam VAWTs quia minus mutationum in viribus aerodynamicis per singulam rotationem.

• Possunt installari in mari super platformas flottantes vel fundamenta fixa, ubi celeritas venti maior et constantior est.

Disadvantages HAWT sunt:

• Requirent turrim altam et magnum spatium terrae ut evitent turbulence et interferentiam a proximis structuris vel terrae.

• Sunt carius et complexius installare et maintenire quam VAWTs quia plures partes mobiles et componentes electricos habent.

• Sunt magis susceptibiles ad fatigam et damnum ab ventis fortibus, tempestatibus, fulminibus, avibus, vel glacie.

Quid est Turbina Ventus Axis Verticalis?

Turbina ventus axis verticalis (VAWT) definitur ut turbina venti quae habet axem rotationis verticalem vel perpendicularum ad terram. VAWTs sunt minus communes quam HAWTs, sed habent quaedam advantages pro applicationibus parvulis et urbanis. Saepe duas vel tres pinnas habent quae sunt rectae vel curvae.

Principales partes VAWT sunt:

• Rota, quae constat ex pinnis et shafta verticali quae connectit eas ad generatorem.

• Generator, qui convertit mechanica potentia rotae in potentiam electricam.

• Basis, quae sustinet rotam et generatorem et connectit eos ad terram.

Principium operativum VAWT fundatur in trahendo, quae est vis quae opponitur motui objecti quando aer fluens super superficiem eius. Pinnae VAWT sunt symmetrice vel asymmetrice, quae creant differentias trahendi quando faciunt vel opponuntur directioni venti. Haec differentia trahendi causat pinnas rotari circa axem verticalis, quae in turnum movet generatorem ut producat electricitatem.

Planum rotoris VAWT non debet esse allinatum cum directione venti quia potest capere ventum ab omni directione. Itaque, VAWT non habet systema yaw vel sensor venti. Tamen, VAWT potest habere systema pitch quod mutat angulum attacquae pinnarum ut contineat velocitatem rotationalis et output potentiae.

Advantages VAWT sunt:

• Minus costus installationis et maintenance quia pauciores partes mobiles et componentes electricos habent.

• Minus sonitus quia lentius rotantur.

• Possunt installari super tecta vel proxima edificia quia minores altitudines et pedes habent quam HAWTs.

Disadvantages VAWT sunt:

• Minus efficacia quia plus trahunt et minus levitant.

• Maior fluctuationis torque et stress mechanicum quia plures mutationes in viribus aerodynamicis per singulam rotationem.

• Non possunt installari in mari quia minus stabiles et durabiles sunt quam HAWTs.

Typi Turbinarum Ventus Axis Verticalis

Duos principes typus VAWT existunt secundum designum pinnarum: Darrieus et Savonius.

Turbinae Darrieus

Turbinae Darrieus sunt VAWTs quae habent pinnas curvas quae similes sunt mixer ovi vel trochoid. Inventae sunt a ingeniero Gallico Georges Darrieus anno 1931. Turbinae Darrieus utuntur levitate et trahendo ut moveant pinnas suas. Possunt attingere altas velocitates rotationis, sed requirunt mechanismum externum initii, sicut motor electricus vel alia turbina, quia non possunt initio sponte.

Advantages turbinae Darrieus sunt:

• Maior coefficient potentiae quam turbinae Savonius quia utuntur levitate et trahendo.

• Minus ratio soliditatis quam turbinae Savonius quia pauciores pinnas cum maioribus hiatus inter eas habent.

Disadvantages turbinae Darrieus sunt:

• Requirunt mechanismum externum initii quia non possunt initio sponte.

• Maior vires centrifugales quam turbinae Savonius quia citius rotant.

Turbinae Savonius