Sự khác biệt giữa tuabin gió đứng và ngang là gì?

Các tuabin gió nằm ngang chiếm lợi thế trong cảnh sắc, nhưng bạn có biết rằng cũng có những tuabin gió thẳng đứng không ? Bạn không thấy chúng tiếp tục, chính bới chúng không được sử dụng ở quy mô công nghiệp như tuabin trục ngang. Tuy nhiên, tuabin thẳng đứng vẫn có những ưu điểm của chúng, tất cả chúng ta sẽ đi sâu hơn trong bài viết này. Nhưng đúng mực thì điều gì khác nhau giữa những tuabin gió ngang và dọc ?

Nói tóm lại, thứ thực sự phân loại tuabin ngang và tuabin thẳng đứng là hướng của chúng so với gió. Tuabin nằm ngang quay trên một trục song song với hướng gió, trong khi tuabin thẳng đứng hướng vuông góc với hướng gió.

Mục lục

Tuabin gió ngang

Tuabin gió truy cập ngang, hoặc HAWT, là những gì bạn nghĩ đến khi nghĩ về một tuabin gió. Chúng tạo nên phần lớn các tua-bin cỡ công nghiệp và có thể được xác định bằng thiết kế giống như cánh quạt của chúng. Chúng thường có ba lưỡi, mặc dù một số có hai hoặc thậm chí chỉ một. Hiện nay, tuabin ngang là loại tuabin hiệu quả nhất, do đó chúng được sử dụng trong các trang trại điện gió quy mô lớn.

Tua bin nằm ngang sử dụng lực nâng để quay và tạo ra hiệu suất. Các cánh quạt có hình dạng giống như những cánh máy bay, tương tự như như cánh của máy bay. Gió đập vào những cánh quạt và tạo ra sự chênh lệch áp suất làm quay cánh quạt và tạo ra điện. Máy phát điện và hộp số được đặt ngay sau rotor trong ống trục. Mặt phẳng cánh quạt phải duy trì một góc 180 độ với hướng gió để duy trì hiệu suất tối đa, và do đó, những HAWT được trang bị một cánh gió và mạng lưới hệ thống cánh quạt để giữ cho tuabin hướng về đúng hướng .

Tua bin gió thẳng đứng

Các tuabin gió tiếp cận thẳng đứng, hoặc VAWT, hoàn toàn có thể nhận dạng được bằng phong cách thiết kế giống như máy đánh trứng khi chúng quay quanh trục thẳng đứng. Giống như tuabin nằm ngang, chúng có hộp số và máy phát điện, mặc dầu chúng được đặt ở mặt đất ở chân tuabin. Mặc dù tuabin ngang đã trở thành tiêu chuẩn, nhưng chiếc cối xay gió tiên phong được ghi nhận thực sự là một tuabin thẳng đứng. Tua bin thẳng đứng thường được sử dụng ở quy mô nhỏ hơn HAWT, thường được sử dụng để cung ứng nguồn năng lượng bổ trợ cho những tòa nhà, nhà cửa hoặc tàu thuyền. Mặc dù có 1 số ít VAWT được sử dụng cho nguồn năng lượng gió quy mô công nghiệp, nhưng chúng rất ít và xa. Tuabin thẳng đứng là loại đa hướng và hoàn toàn có thể tạo ra nguồn năng lượng bất kể gió thổi theo hướng nào .
Có hai loại VAWT : Tua bin Darrieus và Savonius. Một cách thuận tiện để ghi nhớ sự độc lạ là tuabin Darrieus là tuabin kiểu nâng, trong khi tuabin Savonius là tuabin kiểu kéo. Mặc dù cả hai hoàn toàn có thể trông giống nhau, nhưng chúng thực sự rất khác nhau về cách chúng hoạt động giải trí và tạo ra điện .

Tuabin Darrieus

Các tuabin Darrieus sử dụng lực nâng để tạo ra điện. Giống như HAWT, chúng có những lưỡi có hình dạng giống như những chiếc tàu bay. Các cánh của tuabin Darrieus được liên kết với một trục TT quay theo chiều gió. Một số chúng có những cánh cong nối ở đầu và cuối trục, trong khi những tuabin khác có những cánh thẳng nối ở tâm. Một số thậm chí còn còn có phong cách thiết kế xoắn kép, nơi những cánh cong quanh trục TT .

Tuabin Darrieus thường được sử dụng ở quy mô nhỏ, như trên những mái nhà hoặc bãi đậu xe để tạo ra điện bổ trợ. Một số được sử dụng ở quy mô công nghiệp, mặc dầu chúng không phải là phong cách thiết kế ưa thích vì chúng không hiệu suất cao và bị không ổn định về cấu trúc ở kích cỡ lớn. Các tuabin Darrieus lớn thường cần dây dẫn để duy trì sự không thay đổi. Tuabin Darrieus lớn nhất được nhìn nhận là 4MW, Nó nằm ở Quebec và được đặt tên trìu mến là Éole .

Tuabin Savonius

Tuabin Savonius có vẻ bên ngoài tương tự như như tuabin Darrieus, nhưng chúng sử dụng lực cản để tạo ra điện thay vì lực nâng. Chúng hoàn toàn có thể được xác lập bằng cách sử dụng muỗng thay vì lưỡi, được gắn vào một trục TT. Sử dụng lực cản để cung ứng nguồn năng lượng kém hiệu suất cao hơn nhiều, nhưng tuabin Savonius có rất nhiều ứng dụng thực tiễn .

Tuabin Savonius rẻ và dễ bảo dưỡng, và thường được sử dụng cho những ứng dụng nguồn năng lượng thấp ở những khu vực xa xôi. Các biển sâu, tháp thông tin liên lạc hoặc máy bơm nước đều hoàn toàn có thể sử dụng tuabin Savonius để cung ứng nguồn năng lượng. Độ đáng tin cậy và tính đơn thuần của chúng cũng làm cho chúng hữu dụng như một máy đo gió. Các tuabin nằm ngang thường sử dụng những tuabin Savonius nhỏ làm thiết bị đo gió để đo vận tốc gió, thường được gắn vào đỉnh của nanô .

Có gì độc lạ giữa tuabi ngang và đứng ?

Mặc dù sự khác biệt giữa tuabin ngang và tuabin thẳng đứng có vẻ rõ ràng đối với một số người, nhưng chúng khác nhau về nhiều mặt chứ không chỉ là vẻ bề ngoài. Sự tương phản giữa hai loại tạo ra sự khác biệt lớn về chức năng và quyết định vị trí và cách thức sử dụng mỗi tuabin.

Tốc độ gió

Các tuabin nằm ngang tương thích hơn để thu được gió chất lượng cao vững chắc. Chúng được đặt trên cao trên những tháp lớn để đón gió mạnh hơn ở độ to lớn hơn. Vì chúng phải quay để đương đầu với gió, những tuabin nằm ngang không hoạt động giải trí tốt trong gió giật với hướng gió đổi khác. Mặt khác, tuabin thẳng đứng là loại đa hướng, vì thế chúng hiệu suất cao hơn HAWT khi gặp thời tiết gió mạnh, nơi có gió thổi từ mọi hướng. Điều đó làm cho chúng được trang bị tốt để tạo ra điện ở những khu vực đô thị, nơi những tòa nhà và khu công trình cao tầng liền kề tạo ra những quy mô gió biến hóa .

Thiết kế cánh quạt

2 loại cũng khác nhau về phong cách thiết kế cánh quạt. Trong khi cả tuabin ngang và tuabin thẳng đứng kiểu Darrieus đều tạo ra lực nâng, sự độc lạ về trục quay của chúng có nghĩa là những cánh quạt hoạt động giải trí khác nhau. Mặt phẳng rotor của tuabin nằm ngang ở góc 180 độ so với luồng gió, do đó vận tốc và góc của gió biến hóa dọc theo chiều dài của cánh quạt. Để lý giải hiện tượng kỳ lạ này, cánh quạt phải được sản xuất khí động học với những bước xoắn và quay để tối đa hóa hiệu suất cao. Các cánh trên tuabin gió thẳng đứng có vận tốc không khí đồng đều dọc theo chiều dài của cánh, cũng như cùng một góc tấn, thế cho nên chúng hoàn toàn có thể đơn thuần hơn nhiều về mặt phong cách thiết kế. Các cánh trên tuabin Darrieus hoàn toàn có thể là những cánh đơn thuần và không cần bổ trợ phức tạp để nâng cao tính khí động học .

Dễ bảo trì

Tuabin ngang và tuabin thẳng đứng cũng khác nhau về nơi đặt những bộ phận cơ khí trên tuabin. Các tuabin nằm ngang giữ cho tổng thể những bộ phận thao tác của chúng ở trên cao trên đỉnh tháp. Điều này làm cho việc bảo dưỡng khó khăn vất vả hơn do công nhân phải lan rộng ra quy mô tháp để xử lý những yếu tố cơ khí. Các bộ phận thao tác của tuabin thẳng đứng đều được lắp ở chân đế, sát mặt đất, giúp việc sửa chữa thay thế thuận tiện và ít nguy hại hơn .

Hiệu quả

Thực tế đơn thuần về hiệu suất cao là một trong những độc lạ lớn nhất giữa hai loại. Các tuabin Savonius nói riêng bị hạn chế bởi việc sử dụng lực cản của chúng. Khi một bên của tuabin được đẩy bởi gió, thì bên kia sẽ bị đẩy vào gió thổi tới, gây tốn điện năng có giá trị. Điều này có nghĩa là tuabin Savonius mất hiệu suất trong suốt 50% vòng xoay của chúng .
Trong khi những tuabin nằm ngang hiệu suất cao hơn, một số ít kỹ sư nói rằng đó là do thực tiễn đơn thuần là nhiều điều tra và nghiên cứu đã được dành riêng để triển khai xong những tuabin nằm ngang. Các tuabin Darrieus, được dẫn động bằng lực nâng, có tiềm năng hoạt động giải trí hiệu suất cao như những tuabin nằm ngang với phong cách thiết kế tương thích. Những trở ngại lớn so với tuabin Darrieus là những yếu tố về cấu trúc xuất phát từ việc đổi khác tải liên tục và cánh quạt ở góc tối ưu so với gió trong một khoảng chừng thời hạn ngắn. Các tuabin nằm ngang không thay đổi hơn và những cánh quạt luôn ở góc tốt nhất hoàn toàn có thể để chiết xuất nguồn năng lượng của gió. Các kỹ sư đã nỗ lực khắc phục điều này bằng cách sửa đổi phong cách thiết kế của tuabin Darrieus, nhưng những phong cách thiết kế này làm tăng thêm độ phức tạp và ngân sách .

Phần Kết luận

Tua bin nằm ngang là loại tuabin gió thông dụng nhất, mặc dầu tuabin thẳng đứng cũng có vị trí của chúng. Nhiều người vướng mắc tại sao tuabin thẳng đứng không thông dụng như vậy và câu vấn đáp nằm ở hiệu suất cao của chúng. Đơn giản là chúng không tạo ra nhiều nguồn năng lượng như tuabin nằm ngang, mặc dầu điều đó hoàn toàn có thể là do có ít nguồn lực dành riêng cho việc nghiên cứu và điều tra những phong cách thiết kế mới hơn và tốt hơn. Các kỹ sư đã tìm cách nâng cấp cải tiến tuabin thẳng đứng, nhưng tuabin ngang vẫn chiếm vị trí tối cao. Tua bin thẳng đứng có những ưu điểm của chúng, đặc biệt quan trọng là trong môi trường tự nhiên đô thị. Vị trí của chúng gần với mặt đất cũng giúp chúng dễ bảo dưỡng hơn. Các tuabin thẳng đứng cũng hoạt động giải trí tốt trong điều kiện kèm theo gió không bình thường và chúng không cần quay để đương đầu với gió. Mặc dù có những ưu điểm, nhưng có vẻ như như tất cả chúng ta sẽ bị vượt mặt với tuabin ngang trong nhiều thập kỷ tới, cho đến khi tuabin không cánh được triển khai xong .

Các câu hỏi thường gặp

Sự độc lạ giữa tuabin ngang và tuabin dọc là gì ?

Tua bin nằm ngang quay trên trục song song với gió, còn tua bin thẳng đứng quay trên trục vuông góc với gió .

Hai loại tuabin thẳng đứng là gì ?

Tua bin Darrieus – được gọi là tuabin kiểu nâng và tuabin Savonius – được gọi là tuabin kiểu kéo .

Tại sao tuabin ngang hiệu suất cao hơn tuabin dọc ?

Các cánh của tuabin nằm ngang luôn ở một góc tối ưu so với gió. Nó cũng đã có nhiều nguồn lực hơn được phân bổ để hoàn thiện thiết kế của họ.

Tuabin thẳng đứng tốt cho điều gì ?

Tua bin thẳng đứng được sử dụng tốt nhất để tạo ra điện trong môi trường tự nhiên đô thị nơi vận tốc và hướng gió biến hóa rất nhiều. Tuabin Savonius cũng rất tuyệt vời để sản xuất điện ở những vùng sâu vùng xa, vì chúng cần ít bảo dưỡng .

Source: https://vh2.com.vn
Category : Đánh Giá