水平軸風力タービンと垂直軸風力タービン: 違いと比較

風力タービンは、風によって生み出されたエネルギーを機械的または電気的エネルギーに変換するために使用される人工技術です。

これらのタービンにはブレードのサイズに応じてさまざまな用途があり、短いブレードは信号機の動力やボートの走行などに使用でき、長いブレードのタービンは家庭用の供給に使用できます。一般的な再生可能エネルギー資源。

主要な取り組み

水平軸風力タービン (HAWT) には水平なローターシャフトがあり、垂直軸風力タービン (VAWT) には垂直なローターシャフトがあります。

HAWT はより効率的で広く使用されていますが、VAWT は向きを変えることなくあらゆる方向から風を捉えることができます。

VAWT はより静かで設置高さが低いため、都市環境に適しています。

水平軸風力タービンと垂直軸風力タービン

最も一般的に使用される水平軸風力タービン (HAWT) は、水平軸を持ち、水平軸の周りを回転する XNUMX 枚または XNUMX 枚のブレードを備えています。垂直軸風力タービン (VAWT) は垂直軸を持ち、垂直軸の周りを回転する XNUMX つ以上のブレードを備えることができます。

横軸風力タービンは主に都市部付近で見られ、住宅用または日常使用のために約 100kW のエネルギーを生成します。

これらの風力タービンのブレードは、風の方向とブレードの位置が平行に見えるように、それに応じて配置されています。

ただし、これらの風力タービンのメンテナンスは非常に困難ですが、ブレードは中程度の風でも稼働します。

垂直軸風力タービンは、あまり一般的なタイプの風力タービンではありませんが、それにもかかわらず、エネルギー生産は日常の作業目的には十分です。

垂直軸風力タービンのブレードは、風の方向と垂直ブレードの位置が互いに直角になるように配置されます。また、水平軸風車と異なりメンテナンスが容易です。

比較表

比較のパラメータ	水平軸風力タービン	垂直軸風力タービン
使用される頭字語	ホート	ヴァウト
回転軸	風に対するブレードの位置は平行です	風に向かってブレードの位置は垂直です
ローターシフト	横方向	垂直方向
ローターシフトの顔	風に向かって	どの方向でも
メンテナンス	上級	初級
消費電力	その他	もっと少なく
効率化	その他	もっと少なく
場所で使用	風向きが流線型の場所	強風状態の場所
動作条件	中風条件	低風条件

水平軸風力タービンとは

水平軸風力タービンは、広い空き地や非常に高い場所に組み込まれる一般的なタービンです。これは風の流れを継続的に受け続けるためです。

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風車は羽根が風の方向と平行に見えるように構成されています。するとローターの面が水平方向に移動します。

風力タービンを構成する主なコンポーネントは、ブレーキ、ハブ、ブレード、ナセル、動力伝達システム、ヨー制御、発電機、およびタワーです。ノイズ生成も非常に低いです。また、これらのタービンは、中程度の風条件でも動作できます。

タワーの構造は頑丈でなければならず、水平軸単軸風力タービンの設置には非常にコストがかかります。また、このような莫大なコストがかかる理由には、モーターとギアボックスが上部に取り付けられる設計の複雑さが関係しています。

垂直軸風力タービンとは

垂直軸風力タービンは、都市部で見られ、住宅を稼働させるのに十分なエネルギーを生成しますが、周囲で使用される一般的なタイプの風力タービンではありません。

風車はVAWTと呼ばれる略語で表され、横風軸機とも呼ばれます。

これは、風の方向にブレードが存在するためであり、ブレードが垂直に見えるため、どの方向からでも風が流れることができます。

上記の条件は、垂直タービンのヨーイングシステムの適用に取って代わるため、風力タービンの最大の屈曲です。

支持構造、長いタワー、および垂直ブレードはすべて、垂直タービンを構築するために必要なコンポーネントです。

タワーの構造は組み立てが非常に簡単で、形状も非常に軽いです。単一の垂直軸風力塔のコストは安価です。したがって、メンテナンスの品質はほとんど必要ありません。

水平軸風力タービンと垂直軸風力タービンの主な違い

Horizontal Axis Wind Turbine の一般に知られている頭字語は「HAWT」ですが、比較的、Vertical Axis Wind Turbine の代わりに使用される頭字語または略語は「VAWT」です。
横型風車の回転軸は風向と羽根の位置が平行に見えるように作られているのに対し、縦型風車の回転軸は風向と羽根の位置が平行に見えるように作られています。風向とブレードの位置が垂直に見える。
横軸風車のロータの移動方向はその名の通り水平方向ですが、垂直軸風車のロータの移動方向は比較的垂直方向です。
水平軸風車ではローターの面が風向きにずれますが、垂直軸風車では比較的任意の方向にローターの面がずれます。
水平軸風車のメンテナンスは非常に困難ですが、垂直軸風車のメンテナンスは比較的容易です。
水平軸風車の消費電力は多くなりますが、垂直軸風車の電力構成は比較的小さくなります。
水平軸風力タービンの効率ははるかに優れていますが、一方で、垂直軸風力タービンの効率は比較的低くなります。
横型風車は風況が比較的整流的な近傍で主に使用され、一方、縦型は比較的風が乱れる近傍で主に使用されます。
水平軸風車は中風時でも運転可能であるのに対し、垂直型風車は比較的風量の少ない時間帯でも運転可能である。

参考文献

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最終更新日 : 22 年 2023 月 XNUMX 日

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ピユシュ・ヤダフ

Piyush Yadav は、過去 25 年間、地元のコミュニティで物理学者として働いてきました。彼は、読者が科学をより身近なものにすることに情熱を傾ける物理学者です。自然科学の学士号と環境科学の大学院卒業証書を取得しています。彼の詳細については、彼のウェブサイトで読むことができますバイオページ.

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