垂直軸風力発電と水平軸風力発電の種類と動作

Un 風力タービン のために設計されたデバイスです 風の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する ローターと発電機を使用します。これらの風力タービンは、主に 2 つのタイプに分類されます。 垂直軸風力タービン と 水平軸風力タービン。どちらも独自の特性を備えており、環境や設置のニーズに応じてさまざまな状況に適用されます。

風力タービンの種類

風力タービンには主に 2 つのカテゴリがあります。

• 垂直軸風力タービン (VAWT)：あらゆる方向からの風を取り込み、エネルギー生産量が低いため、風の強さが弱い場所や、規制により大型構造物の設置ができない都市部に最適です。
• 水平軸風車（HAWT）：大規模な風力発電所で最も使用されています。その効率はより優れており、風がより強く、より安定している地域での使用に適しています。

垂直軸風力タービン

垂直軸風力タービン、として知られています。 ヴァウト、ローター軸が地面に対して垂直になっているものです。その主な利点の 1 つは、風向きとは独立して動作できるため、風を捉えるための方向調整機構が必要ないことです。また、発電機を地上に設置できるため、メンテナンスが容易になります。

これらの風力タービンには、 エネルギー効率が低い 水平軸に比べて風速が低い場所や風速が変化する場所でも効果を発揮します。さらに、ほとんどの場合、自力で始動できないため、電動始動が必要です。

垂直軸風車の種類

VAWT 内には、いくつかのサブタイプがあります。

1. サボニウス風力タービン

El サボニウス これは最もシンプルで堅牢なモデルの 1 つです。水平方向にずらした2つの半円があり、そこを風が通過して回転運動を生み出すのが特徴です。効率は低いですが、システムのメンテナンスが少なくて済む場合には良いオプションです。

2. ジロミル風力タービン

このタイプの風力タービンには、 垂直ブレードのセット 垂直軸を構成する 10 本のバーに結合されます。そのエネルギー容量は 20 ～ XNUMX kW の間で変動するため、小規模な住宅や商業施設向けには Savonius よりも効率的なオプションとなります。

3. ダリウス風力タービン

El ダリウス で構成されたさらに進化したタイプです。 2 つまたは 3 つの両凸ブレード。その設計により、風力タービンは幅広い速度範囲で風をより有効に活用できます。ただし、起動するにはサボニウス ローターまたはその他のシステムが必要であるという欠点があります。

垂直軸風車の運転

の操作 ヴァウト 比較的簡単です。ブレードは、さまざまな方向に動く風の力によって回転します。これらの風力タービンは、 常に風と同調する、風速が低い場合でも動作を続けることができます。

垂直軸風力タービンはよりコンパクトであるため、水平軸風力タービンに比べて生成する電力が少なくなります。ただし、次のようなアプリケーションでは十分に効率的です。 家を暖める, 明かりをつけておく O incluso 電気自動車を充電する.

水平軸風車

水平軸風車 特に大規模な場合に最も一般的です 風力発電所。これらの風力タービンは、高い風速からより効率的に電力を生成できるため、エネルギー性能が優れています。

これらの風力タービンのコンポーネントは、タワーの頂上にあるゴンドラに設置されます。 3 枚のブレードで構成されるローターが風を捉えて回転運動を生成し、その回転運動がギアボックスを介して増幅されて発電します。風によって生成されたこの動きは、送電網に送られるエネルギーを生成する発電機に伝えられます。

どの風力タービンがより効率的ですか?

たくさん 水平軸風力タービン 通常、それらの方が効率的です。それは彼らが到達できるからです より高い回転速度 風速がより一定で強い高地では風をより有効に利用できます。さらに、回転速度を上げるために必要なギアの数が少なくなるため、風の運動エネルギーをよりうまく活用することができます。

風力タービンのイノベーション

近年、風力技術における大きな革新が見られます。最も有望なものの 1 つは、 ボルテックスブレードレスミル、スペインの会社によって開発されました。可動部品のないこのタイプの風力タービンは、メンテナンスコストを削減し、従来の大型風力タービンが景観に与える視覚的な影響を排除することを目的としています。

もう一つの野心的なプロジェクトは、 風の木。この設計では、非常に軽い風でエネルギーを生成するメカニカル ツリー上に配置された 72 個のブレード型タービンを使用します。このタイプの構造は都市に設置するのが理想的であり、再生可能で見た目にも美しいエネルギー源を提供します。

風力タービンの歴史と現代の使用

風力エネルギーの利用は何も新しいことではありません。最初の風車は、農村部で水を汲み上げたり、穀物を粉砕したりするために使用されました。しかし、それは70年代のことでした デンマーク 大規模な風力エネルギーに本格的に取り組んだことで、この国は風力技術の主要メーカーとなることができました。

今日、農村部の小規模な設備として始まった風力タービンは、世界中で消費するために数百メガワットのクリーン エネルギーを生成する巨大な風力発電所に取って代わられています。大手企業のような ジーメンス y ベスタ 彼らはこれらのテクノロジーの生産を主導しています。

風力タービンの将来には、効率とコストの面で大きな発展が伴います。のインストールにより、次のことが期待されます。 フローティングタービン 洋上、洋上風力発電は、再生可能エネルギーへの移行においてさらに重要な役割を果たすことになります。

この種のイノベーションの発展のおかげで、風力エネルギーは実験的な解決策ではなくなり、世界的に主要な再生可能エネルギー源の 1 つになりました。