Jakie są różne typy konstrukcji turbin wiatrowych?
Turbina wiatrowa dzieli się na dwa podstawowe typy: turbiny o osi poziomej i pionowej. Poziome turbiny wiatrowe są najbardziej rozpoznawalne i najczęściej używane. Projektowanie turbin wiatrowych dla turbin o osi pionowej jest w toku i obecnie jest pozyskiwane głównie przez indywidualnych wynalazców. Wraz ze wzrostem popularności turbin wiatrowych rosną również możliwości projektowania.
Poziome turbiny wiatrowe są najbardziej popularne, ponieważ są wydajne i opłacalne. W przeciwieństwie do pionowych konstrukcji turbin wiatrowych, turbiny poziome oparte są głównie na starych konstrukcjach wiatraków. Turbiny poziome różnią się wielkością, ale większe modele są najbardziej wydajne i wytwarzają więcej energii.
Konstrukcja turbiny wiatrowej dla turbiny poziomej jest prosta. Turbina składa się z dwóch lub trzech łopatek, które napędzane wiatrem poruszają biegiem. Przekładnia zasila generator, który wytwarza energię elektryczną. Przekładnia i generator znajdują się w gondoli, która znajduje się na szczycie wału turbiny. Napęd odchylania w niektórych modelach poziomych dostosowuje łopaty, aby zmaksymalizować pozycję wiatru.
Chociaż pionowe turbiny wiatrowe nie są tak popularne, ponieważ są mniej wydajne, ciągle powstają nowe konstrukcje i modele. Jednym z podstawowych pomysłów na pionową konstrukcję turbiny wiatrowej jest zminimalizowanie zanieczyszczenia hałasem i potencjalnej szkody dla ptaków wytwarzanej przez poziomą turbinę wiatrową. Pionowe turbiny wiatrowe mają łopaty, a ich konstrukcja różni się znacznie.
Jedną z pionowych konstrukcji turbin wiatrowych jest Darrieus, który z wyglądu przypomina trzepaczkę do jajek. Darrieus ma konstrukcję płata, która wykorzystuje siły wiatru do poruszania się, podobnie jak skrzydła samolotu. Ten model pionowy nie uruchamia się samoczynnie i wymaga silnika, aby wygenerować prędkość przed wytworzeniem własnego znaczącego momentu obrotowego. Darrieus jest wysoce nieefektywny w wytwarzaniu wystarczającej ilości energii wiatrowej do wytworzenia elektryczności.
Savonius to kolejna pionowa konstrukcja turbin wiatrowych. Chociaż nieco bardziej wydajny niż model Darrieus, Savonius najlepiej nadaje się do produkcji energii na małą skalę. Savonius używa siły oporu do poruszania się poprzez ujęcie wiatru w kształcie przypominającym pół lufy. Ten model jest również wyjątkowo cichy i może wytrzymać silny wiatr bez uszkodzeń.
Firma Mariah Power stworzyła Windspire®, model turbiny, który również wykorzystuje konstrukcję płata. Turbina wiatrowa jest wyjątkowo wysoka i wąska. Składa się z trzech płatów, które wychwytują wiatr i wirują na dużym wale o osi pionowej.
Oprócz konstrukcji turbin wiatrowych na dużą skalę opracowywane są mniejsze modele, takie jak Honeywell i WindCube® do użytku domowego. Honeywell wygląda jak wentylator, a WindCube® składa się z poziomych ostrzy poruszających się w sześcianie. Oba modele będą działać na poszczególnych domach lub budynkach.