กังหันลมแกนตั้งและแนวนอน: ประเภทและการทำงาน

Un กังหันลม เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อ แปลงพลังงานจลน์ของลมเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้โรเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันลมเหล่านี้แบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: กังหันลมแนวตั้ง และ กังหันลมแนวนอน- ทั้งสองมีลักษณะเฉพาะและนำไปใช้ในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและความต้องการในการติดตั้ง

ประเภทของกังหันลม

กังหันลมมีสองประเภทหลัก:

• กังหันลมแกนตั้ง (VAWT): สามารถจับลมได้จากทุกทิศทุกทางและมีการผลิตพลังงานในระดับต่ำ จึงเหมาะสำหรับสถานที่ที่มีความเข้มข้นของลมต่ำหรือในเขตเมืองที่กฎระเบียบห้ามการติดตั้งโครงสร้างขนาดใหญ่
• กังหันลมแกนนอน (HAWT): มีการใช้มากที่สุดในฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่ มีประสิทธิภาพมากกว่าและควรใช้ในพื้นที่ที่มีลมมากกว่าและคงที่มากกว่า

กังหันลมแกนตั้ง

กังหันลมแกนตั้งหรือที่เรียกว่า วทคือแกนโรเตอร์ที่อยู่ในแนวตั้งเทียบกับพื้น ข้อดีหลักประการหนึ่งคือไม่จำเป็นต้องใช้กลไกการวางแนวเพื่อจับลม เนื่องจากสามารถทำงานโดยอิสระจากทิศทางลม นอกจากนี้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังสามารถติดตั้งบนพื้นได้ ทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้น

กังหันลมเหล่านี้มี ประสิทธิภาพการใช้พลังงานลดลง เมื่อเทียบกับแกนนอน แต่ยังคงมีประสิทธิภาพในพื้นที่ที่มีความเร็วลมต่ำหรือเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ ยังจำเป็นต้องมีการสตาร์ทด้วยมอเตอร์เนื่องจากไม่สามารถสตาร์ทด้วยตัวเองได้ในกรณีส่วนใหญ่

ประเภทของกังหันลมแกนตั้ง

ภายใน VAWT มีหลายประเภทย่อย:

1. กังหันลมซาโวเนียส

El ซาโวเนียส เป็นหนึ่งในโมเดลที่ง่ายที่สุดและแข็งแกร่งที่สุด มีลักษณะพิเศษคือมีสองครึ่งวงกลมแทนที่ในแนวนอน ซึ่งลมพัดผ่าน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบหมุน แม้ว่าประสิทธิภาพจะต่ำ แต่ก็เป็นตัวเลือกที่ดีที่จำเป็นต้องมีระบบการบำรุงรักษาต่ำ

2. กังหันลม Giromill

กังหันลมชนิดนี้มีก ชุดใบมีดแนวตั้ง เชื่อมต่อเข้ากับสองแท่งที่ประกอบกันเป็นแกนตั้ง ความจุพลังงานจะแตกต่างกันไประหว่าง 10 ถึง 20 กิโลวัตต์ ทำให้เป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากกว่า Savonius สำหรับการติดตั้งในที่พักอาศัยหรือเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก

3. กังหันลม Darrieus

El ดาร์เรียส เป็นประเภทขั้นสูงที่ประกอบด้วย ใบมีดสองเหลี่ยมสองหรือสามใบ- การออกแบบช่วยให้กังหันลมใช้ลมได้ดีขึ้นในช่วงความเร็วที่กว้าง อย่างไรก็ตาม ข้อเสียเปรียบคือต้องใช้โรเตอร์ของ Savonius หรือระบบอื่นในการสตาร์ทเครื่อง

การทำงานของกังหันลมแกนตั้ง

การทำงานของ วท มันค่อนข้างง่าย ใบพัดหมุนตามแรงลมที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางต่างๆ กังหันลมเหล่านี้นั้น สอดคล้องกับลมเสมอทำให้สามารถทำงานต่อไปได้แม้ความเร็วลมจะต่ำก็ตาม

เนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดกว่า กังหันลมแกนตั้งจึงผลิตพลังงานน้อยกว่าเมื่อเทียบกับกังหันลมแกนนอน อย่างไรก็ตาม พวกมันมีประสิทธิภาพเพียงพอสำหรับการใช้งานเช่น ทำให้บ้านร้อนขึ้น, เปิดไฟไว้ หรือแม้กระทั่ง ชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า.

กังหันลมแกนนอน

กังหันลมแกนนอน เป็นเรื่องธรรมดาที่สุดโดยเฉพาะในขนาดใหญ่ ฟาร์มกังหันลม- กังหันลมเหล่านี้มีประสิทธิภาพด้านพลังงานที่ดีกว่า เนื่องจากความสามารถในการสร้างพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นจากความเร็วลมที่สูง

ส่วนประกอบของกังหันลมเหล่านี้วางอยู่ในเรือกอนโดลาซึ่งตั้งอยู่บนยอดหอคอย โรเตอร์ซึ่งประกอบด้วยใบพัด 3 ใบทำหน้าที่จับลมและสร้างการเคลื่อนที่แบบหมุนซึ่งคูณผ่านกระปุกเกียร์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า การเคลื่อนไหวนี้เกิดจากลม และถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สร้างพลังงานที่ถูกส่งไปยังโครงข่ายไฟฟ้า

กังหันลมชนิดใดมีประสิทธิภาพมากกว่า?

ลอส กังหันลมแนวนอน มักจะมีประสิทธิภาพมากกว่า นี่เป็นเพราะพวกเขาสามารถเข้าถึง ความเร็วในการหมุนที่สูงขึ้น และใช้ประโยชน์จากลมในระดับความสูงที่สูงขึ้นได้ดีกว่า โดยที่ความเร็วลมคงที่และแรงกว่า นอกจากนี้ พวกเขาต้องใช้เกียร์น้อยลงเพื่อเพิ่มความเร็วในการหมุน ซึ่งทำให้สามารถควบคุมพลังงานจลน์ของลมได้ดีขึ้น

นวัตกรรมด้านกังหันลม

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราได้เห็นนวัตกรรมที่ยอดเยี่ยมในเทคโนโลยีลม หนึ่งในสิ่งที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือ โรงสีไร้ใบพัด Vortexพัฒนาโดยบริษัทสัญชาติสเปน กังหันลมประเภทนี้ที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดต้นทุนการบำรุงรักษา และขจัดผลกระทบต่อการมองเห็นที่กังหันลมแบบดั้งเดิมขนาดใหญ่สร้างขึ้นในภูมิประเทศ

อีกหนึ่งโครงการที่มีความทะเยอทะยานคือ ต้นไม้ลม- การออกแบบนี้ใช้กังหันรูปใบพัด 72 ตัว จัดเรียงบนต้นไม้กลซึ่งสร้างพลังงานด้วยลมที่เบามาก โครงสร้างประเภทนี้เหมาะอย่างยิ่งที่จะตั้งอยู่ในเมือง โดยเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนและสวยงามน่าพึงพอใจ

การใช้กังหันลมในอดีตและสมัยใหม่

การใช้พลังงานลมไม่ใช่เรื่องใหม่ กังหันลมรุ่นแรกๆ ใช้ในการสูบน้ำหรือบดเมล็ดพืชในพื้นที่ชนบท อย่างไรก็ตาม มันเป็นช่วงทศวรรษที่ 70 เดนมาร์ก มีความมุ่งมั่นอย่างแท้จริงต่อพลังงานลมขนาดใหญ่ซึ่งทำให้ประเทศนี้กลายเป็นผู้ผลิตเทคโนโลยีลมรายใหญ่

ปัจจุบัน กังหันลมที่เริ่มต้นจากการติดตั้งขนาดเล็กในพื้นที่ชนบทได้เปิดทางให้กับฟาร์มกังหันลมขนาดยักษ์ที่ผลิตพลังงานสะอาดหลายร้อยเมกะวัตต์เพื่อการบริโภคทั่วโลก บริษัทใหญ่ๆชอบ ซีเมนส์ y ไม้ขีดไฟ พวกเขาเป็นผู้นำในการผลิตเทคโนโลยีเหล่านี้

อนาคตของกังหันลมเกี่ยวข้องกับการพัฒนาที่สำคัญทั้งในด้านประสิทธิภาพและต้นทุน คาดว่าด้วยการติดตั้งของ กังหันลอยน้ำ ลมนอกชายฝั่งและนอกชายฝั่งจะมีบทบาทสำคัญยิ่งขึ้นในการเปลี่ยนมาใช้พลังงานหมุนเวียน

ต้องขอบคุณการพัฒนานวัตกรรมประเภทนี้ พลังงานลมจึงหยุดเป็นเพียงแนวทางทดลองและกลายเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนหลักทั่วโลก