Vaaka- ja pystyakselinen tuuliturbiini: ero ja vertailu

Tuuliturbiini on ihmisen valmistama tekniikka, jota käytetään muuttamaan tuulien tuottamaa energiaa mekaaniseksi tai sähköiseksi energiaksi.

Näillä turbiineilla on lukuisia käyttötarkoituksia siipien koosta riippuen, lyhyitä siipiä voidaan käyttää liikennevaloihin, veneiden ajamiseen jne, kun taas pidemmillä siipillä varustettuja turbiineja voidaan käyttää kotitalouksiin, ja se on myös yksi parhaista yhteiset uusiutuvat energialähteet.

Keskeiset ostokset

1. Vaakaakselisissa tuuliturbiineissa (HAWT) on vaakasuuntainen roottorin akseli, kun taas pystyakselisissa tuuliturbiineissa (VAWT) on pystysuora roottorin akseli.
2. HAWT:t ovat tehokkaampia ja laajalti käytettyjä, kun taas VAWT:t pystyvät sieppaamaan tuulta mistä tahansa suunnasta suuntautumatta uudelleen.
3. VAWT:t ovat hiljaisempia ja niiden asennuskorkeudet ovat alhaisemmat, joten ne sopivat kaupunkiympäristöön.

Vaaka-akselinen tuuliturbiini vs pystyakselinen tuuliturbiini

Yleisimmin käytetyissä vaaka-akselisissa tuuliturbiineissa (HAWT) on vaaka-akseli ja kaksi tai kolme siipeä, jotka pyörivät vaakasuoran akselin ympäri. Pystyakselisilla tuuliturbiineilla (VAWT) on pystyakseli, ja niissä voi olla kaksi tai useampia siivekkeitä, jotka pyörivät pystyakselin ympäri.

Vaaka-akseli Tuuliturbiini löytyy pääasiassa kaupunkialueiden läheltä ja tuottaa noin 100 kW energiaa asuin- tai päivittäiseen käyttöön.

Näiden tuuliturbiinien siivet on sijoitettu vastaavasti siten, että tuulen suunta ja siipien asento näyttävät olevan samansuuntaisia.

Näiden tuuliturbiinien huolto on kuitenkin erittäin vaikeaa, mutta siivet voivat käydä myös keskituulessa.  

Vertical Axis Wind Turbine ei ole kovinkaan yleisiä tuulivoimalatyyppejä, mutta tästä huolimatta energiantuotanto riittää johonkin päivittäiseen työskentelyyn.

Pystyakselin tuuliturbiinin siivet on sijoitettu vastaavasti siten, että tuulen suunta ja pystysiipien asento ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Lisäksi, toisin kuin vaaka-akselisissa tuulivoimaloissa, turbiinin huolto on helppoa. 

Vertailu Taulukko

Vertailun parametrit	Vaaka-akselinen tuuliturbiini	Pystyakselinen tuuliturbiini
Käytetty lyhenne	HAWT	VAWT
Pyörivä akseli	Terien asento tuulta päin on yhdensuuntainen	Terien asento tuulta päin on kohtisuorassa
Roottorivaihteet	Vaakasuunta	Pystysuunta
Roottorin vaihdon kasvot	Tuulen suuntaan	Mihin tahansa suuntaan
kunnossapito	Vaikea	Helppo
Tehon kulutus	Lisää:	Vähemmän
Tehokkuus	Lisää:	Vähemmän
Käytetään paikoissa	Paikka, jossa tuulee virtaviivainen	Paikka, jossa on myrskyisä tuuli
Toimintakunto	Keskituuliolosuhteet	Vähäiset tuuliolosuhteet

Mikä on Horizontal Axis -tuuliturbiini?

Horizontal Axis Wind Turbiinit ovat yleisiä turbiineja, jotka on rakennettu suurille avoimille alueille ja erittäin korkeille kohdille. Tämä johtuu jatkuvasta tuulen vastaanottavasta virtauksesta.

Tuuliturbiini koostuu siivistä siten, että ne näyttävät olevan yhdensuuntaisia ​​tuulen suunnan kanssa. Ja niin roottorin pinta siirtyy vaakasuunnassa.

Tuuliturbiinin pääkomponentit ovat – jarrut, napa, lavat, konepelti, voimansiirtojärjestelmä, suunnansäätö, generaattori ja torni. Myös melutuotanto on erittäin alhainen. Ja näitä turbiineja voidaan käyttää myös keskituulessa.

Tornin rakenteen tulee olla vahva, ja yhden vaaka-akselin tuuliturbiinin asentaminen on erittäin kallista. Syynä niin suuriin kustannuksiin liittyy myös sen suunnittelun monimutkaisuus, jossa moottori ja vaihdelaatikko on asennettu päälle.  

Mikä on pystyakselinen tuuliturbiini?

Pystyakseliset tuuliturbiinit eivät ole yleinen tuulivoimala, jota käytetään ympärillä, vaikka niitä löytyy kaupunkialueilta ja ne tuottavat energiaa, joka voi riittää talon pyörittämiseen.

Tuuliturbiinit voidaan ilmaista lyhenteellä VAWT ja niitä kutsutaan myös poikkituulen akselikoneiksi.

Tämä johtuu siitä, että siivet ovat tuulen suunnassa, ja se näyttää olevan kohtisuorassa, mikä sallii tuulen virrata mistä tahansa suunnasta.

Yllä oleva ehto on tuuliturbiinin suurin jousto, koska se korvaa kääntöjärjestelmän soveltamisen pystyturbiinissa.

Tukirakenne, pitkä torni ja pystysuorat lavat ovat kaikki välttämättömiä komponentteja pystyturbiinin rakentamiseen.

Tornin rakenne on erittäin helppo rakentaa ja muodoltaan erittäin kevyt. Yhden pystyakselin tuulitornin hinta on halpa. Ja näin ollen siihen liittyy hyvin vähän ylläpidon laatua.  

Tärkeimmät erot vaaka-akselin tuuliturbiinin ja pystyakselin tuuliturbiinin välillä

1. Horizontal Axis Wind Turbine -tuuliturbiinista yleisesti tunnettu lyhenne on 'HAWT', kun taas toisaalta Vertical Axis Wind Turbine'n sijasta käytetty lyhenne tai lyhenne on 'VAWT'.
2. Vaakasuuntaisen turbiinin pyörimisakseli on rakennettu siten, että tuulen suunta ja siipien asento näyttävät olevan yhdensuuntaisia, kun taas toisaalta verraten pystyturbiinin pyörimisakseli on rakennettu myös siten, että tuulen suunta ja siipien asento näyttävät olevan kohtisuorassa suunnassa. 
3. Vaakasuuntaisessa turbiinissa roottorin siirtymien suunta on sama kuin sen nimi, eli vaakasuora, kun taas toisaalta pystyakselin tuuliturbiinin roottorin siirtymien suunta on pystysuorassa suunnassa.
4. Vaaka-akselisessa tuuliturbiinissa roottorin siirtymäpinta on sijoitettu kohti tuulen suuntaa, kun taas toisaalta pystyakselisessa tuuliturbiinissa roottorin siirtymäpinta on sijoitettu mihin tahansa suuntaan.
5. Vaakaakselisen tuuliturbiinin huolto on erittäin vaikeaa, kun taas toisaalta pystysuoran turbiinin huolto on vaivatonta.
6. Vaakaakselisen tuuliturbiinin tehonkulutus on suurempi, kun taas verraten pystyakselin tuuliturbiinin tehokoostumus on pienempi.
7. Vaakaakselisen tuuliturbiinin hyötysuhde on paljon suurempi, kun taas toisaalta pystyakselin tuuliturbiinin hyötysuhde on verrattain pienempi. 
8. Vaakaturbiinia käytetään pääasiassa lähialueilla, joissa tuuliolosuhteet ovat melko virtaviivaiset, kun taas verraten Vertical-turbiinia käytetään pääasiassa lähialueilla, joissa tuulipyörteet.
9. Vaakaakselista tuuliturbiinia voidaan käyttää myös keskituuliolosuhteissa, kun taas toisaalta pystysuuntaista tuuliturbiinia voidaan käyttää myös alhaisen tuulivirtauksen aikana.  

Viitteet

1. https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/57615726/IJET_-_Vol._7_4.13_pp._74-80-with-cover-page-v2.pdf?Expires=1639402583&Signature=KZ9ShsMIJf3uWGkUcbH34xSOAEWzUr05~QgiV9eg5xmUb~cUJQzjdb7qrlrP1T2sPcIH~2hlO64xtknf9Yctlp71UcH9cMp~wqLEigkTIB1CECgbil2gvf75Gbat1iMmgaHhAk6t8h0ZQxPZdc1GFAe-1xSYL6i316ojahwpynEqENMeMTbGA38sWVM4GE-11JQtC5qzifXPqoadXFasCcHJOdGQYavImPG1wJ4~sXOs3TT-sUy2f9shlRYe0ETZZ4Z8VYvj9wWJdFBCfhjuXpRQTPW4AuxQiW5oYwoAZwjWrhjohgzWnGXTYknvEfy3BRCRfQD4qSlB-1Uiue1Qqg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960148109003048
3. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-3182/5/3/035005/meta
4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090447910000134

Viimeksi päivitetty: 22. kesäkuuta 2023