Diferença entre turbina eólica de eixo horizontal e vertical

O termo moinho de vento éusavapara se referir à energia eólicamáquinaque mói o grão. Mas as aplicações de máquinas modernas são mais corretamente chamadas de 'turbinas eólicas' porque podem ser usadas para uma variedade de aplicações. As turbinas eólicas são a forma mais eficaz de converter a energia eólica em energia elétrica ou mecânica. As turbinas eólicas podem ser classificadas principalmente em duas categorias, de acordo com a configuração do eixo de rotação das pás do rotor:horizontalturbina eólica de eixo (HAWT) eturbina eólica de eixo vertical(VAWT). Quando o eixo de rotação das pás é paralelo à corrente de vento, a turbina é chamada HAWT, e quando o eixo de rotação é perpendicular à corrente de vento, é chamado de VAWT. Os tipos de eixo horizontal são as turbinas eólicas comerciais mais populares e comumente usadas. Vamos dar uma olhada notécnicodiferenças entre as duas configurações.

Turbina eólica de eixo horizontal (HAWT)

HAWT, abreviação de turbina eólica de eixo horizontal, é o mais comumente usadoProjetoconfiguração em turbinas eólicas com rotores semelhantes aos de aeronaves. Quando o eixo de rotação das pás é paralelo à corrente de vento, a turbina é chamada de turbina eólica de eixo horizontal (HAWT). O HAWT captura a energia cinética do vento com um rotor do tipo hélice e seu eixo de rotação é paralelo à direção do vento. Os HAWTs estão disponíveis em vários tamanhos, desde algumas centenas de watts até centenas de quilowatts. Esses tipos de turbinas eólicas são normalmente usados ​​em condições de vento aerodinâmico, onde umconstantefluxo e direção do vento estão disponíveis para capturar o máximo de energia eólica. HAWTs não são eficazes onde o vento é turbulento, portanto, geralmente estão localizados em áreas onde há um fluxo de ar direcional constante.



Turbina eólica de eixo vertical (VAWT)

A turbina eólica de eixo vertical, ou VAWT, é provavelmente o tipo mais antigo de moinhos de vento em que o eixo do eixo de transmissão é perpendicular ao solo. É um tipo de moinho de vento em que o eixo do rotor principal funciona verticalmente, em oposição à turbina eólica de eixo horizontal. As lâminas dos VAWTs giram em relação aos seus eixos verticais que são perpendiculares ao solo. Os projetos VAWT às vezes são categorizados vagamente como projetos baseados em levantamento ou arrasto. Eles podem capturar o vento de qualquer direção e seu maquinário pesado fica no nível do solo. Como o maquinário é instalado no solo, ele simplifica o projeto e a construção da torre eólica e, consequentemente, reduz o custo da turbina. Ao contrário dos HAWTs, os VAWTs são normalmente usados ​​em áreas com fluxo de vento turbulento, como linhas costeiras, telhados, paisagens urbanas, etc.

Diferença entre turbina eólica de eixo horizontal e vertical

Projeto

- A turbina eólica de eixo horizontal (HAWT) é a configuração de projeto mais comumente usada em turbinas eólicas com rotores semelhantes aos de aeronaves. Nos HAWTs, o eixo de rotação das pás é paralelo à direção do vento. A turbina eólica de eixo vertical (VAWT), por outro lado, é provavelmente o tipo mais antigo de moinhos de vento em que o eixo do eixo de transmissão é perpendicular ao solo. É um tipo de moinho de vento em que o eixo do rotor principal funciona verticalmente, em oposição à turbina eólica de eixo horizontal.

Maquinário

- Os aerogeradores de eixo horizontal possuem todo o rotor, caixa de engrenagens e gerador montados no topo da torre, que deve ser girado para o sentido do vento. Uma vantagem significativa da turbina eólica de eixo vertical sobre o tipo de eixo horizontal é que a primeira pode aceitar o vento de qualquer direção e, portanto, nenhum controle de guinada é necessário. Nos VAWTs, o gerador eólico, a caixa de engrenagens e outros componentes principais da turbina podem ser montados no solo, o que simplifica o projeto e a construção da torre e, consequentemente, reduz o custo da turbina.

Condições do Vento

- HAWTs são geralmente usados ​​sob condições aerodinâmicas de vento, onde um fluxo constante e direção do vento estão disponíveis para capturar o máximo de energia eólica. HAWTs não são eficazes onde o vento é turbulento, portanto, geralmente estão localizados em áreas onde há um fluxo de ar direcional constante. VAWTs, por outro lado, são principalmente benéficos em áreas com fluxo de vento turbulento, como telhados, linhas costeiras, etc. Ao contrário dos HAWTs, os VAWTs podem operar mesmo em baixas velocidades de vento e podem ser construídos em locais onde estruturas altas são proibidas.

Turbina eólica de eixo horizontal vs. vertical: gráfico de comparação

Resumo

Ambas as turbinas eólicas de eixo horizontal e vertical têm quase a mesma eficiência ideal, mas os HAWTs são mais comuns. Os HAWTs possuem todo o rotor, caixa de engrenagens e gerador no topo da torre e devem ser virados para a direção do vento. VAWTs, por outro lado, são omnidirecionais, o que significa que o rotor pode aceitar correntes de vento de qualquer direção. Portanto, nenhum mecanismo de guinada é necessário. Além disso, eles não requerem um ajuste constante ou velocidade do vento aerodinâmica. Além disso, os VAWTs têm uma velocidade de vento de inicialização mais baixa do que os HAWTs. Além disso, eles têm uma assinatura de ruído comparativamente mais baixa do que os HAWTs e as enormes estruturas de torre são usadas com menos frequência.