توربین های باد محور عمودی (VAWTs) نشان دهنده یک رویکرد تحول آمیز برای تولید انرژی باد است که به ویژه برای جوامع روستایی مناسب است، در حالی که توربین های باد محور مشترک (HAWT) بر مزارع باد بزرگ تسلط دارند، VAWTs مزایای متمایز در تنظیمات که زمین محدود است، الگوهای باد متغیر هستند، و استقلال انرژی جامعه در حال رشد این مقاله، و مزایای نقش در مناطق و مناطق.

درک توربین های باد محور عمودی

توربین های باد محور عمودی یک کلاس توربین بادی هستند که در آن شفت اصلی روتور به صورت عمودی، به طور عمودی به زمین اجرا می شود، بر خلاف HAWTs، که باید به باد هدایت شود، VAWTs می تواند باد را از هر جهت بدون یارداتورهای اصلی جذب کند، دو نوع طراحی اولیه توربین دارسیوس هستند که از تیغه های منحنی یا مستقیم استفاده می کند و از طریق نیروهای نصب و سیم کشی معمولی، که در نزدیکی دنده ها قرار دارند و استفاده می کنند و سیم کشی، و سیم کشی های توربین های معمولی و سیم کشی، و سیم کشی، و سیم کشی، و استفاده می کنند.

VAWT ها به طور کلی فشرده تر از HAWTs ظرفیت معادل آن ها هستند، ارتفاع برج کوتاه تر و سرعت چرخش پایین تر آنها را کمتر بصری مزاحم - یک توجه کلیدی در مناظر روستایی و کشاورزی نصب شده است، به گفته وزارت انرژی ایالات متحده ، VATs به ویژه امیدوار کننده برای کاربردهای توزیع شده باد، که توربین های نزدیک به نقطه استفاده از انرژی نصب شده اند.

مزایای کلیدی برای جوامع روستایی

هزینه های نصب و نگهداری پایین تر

از آنجا که VAWTs بیشتر اجزای مکانیکی را در سطح زمین قرار می دهد، نصب و نصب به جرثقیل های سنگین یا کار با کیفیت بالا تخصصی نیاز ندارد، این به طور چشمگیری هزینه های پیش رو برای جوامع روستایی را کاهش می دهد، جایی که بودجه ها اغلب محدود می شوند و نگهداری می شوند؛ تکنسین ها می توانند به ژنراتور، گیربکس و سیستم های کنترل بدون مقیاس پذیری برج دسترسی پیدا کنند.این هزینه های عملیاتی طولانی مدت را کاهش می دهد و یا خدمه محلی را قادر می سازد.

دانلود بازی Omni جهتی Wind Capture

مناطق روستایی اغلب با توجه به زمین های مختلف، خطوط درخت یا خوشه های ساختمانی پرآشوب و پرآشوب تجربه می کنند. HAWTs نیاز به درایو های پیچیده ای دارد تا جهت باد را دنبال کند، پیچیدگی و نقاط شکست را اضافه کند. VAWTs، با طراحی، باد را از هر زاویه بدون جهت گیری می پذیرد.این جهت گیری ذاتی جذب انرژی در رژیم های باد نامنظم را بهبود می بخشد و سایش مکانیکی را کاهش می دهد.

دانلود بازی Compact Footprint and Space Performance

VAWTs مساحت کمتر زمین را نسبت به منطقه اطراف خود اشغال می کند.آنها می توانند بدون از دست دادن قدرت ناشی از تلاطم قابل توجه، قادر به آرایه های متراکم تر در طرح های کوچک است.برای یک کشاورز با کمبود محدود، یک VAWT می تواند برق قابل توجهی را بدون مصرف زمین ارزشمند که در غیر این صورت می تواند برای محصولات یا چرا استفاده از این بهره وری فضایی یک مزیت عمده بیش از مزارع گسترده است.

عملیات آرام

نویز از توربین های بادی یک نگرانی مشترک جامعه است، به ویژه نوع Savonius، در سرعت چرخش پایین تر عمل می کند و نویز آیرودینامیک کمتری نسبت به vortic های تیغه-tip از HAWTs برای خانه های روستایی، مدارس یا کسب و کارهای کوچک واقع در نزدیکی یک توربین، کاهش سر و صدا بهبود می یابد و پذیرش جامعه.

قابلیت های دور بودن و قابلیت اطمینان

با قطعات متحرک کمتر در معرض باد و بارهای گرانش بالا، VAWTs می تواند در محیط های روستایی سخت قوی تر باشد، جهت گیری عمودی آنها به این معنی است که تیغه ها کمتر مستعد خستگی از لحظات خم شدن گرانشی هستند - یک مسئله شناخته شده برای تیغه های بزرگ HAWT. بسیاری از طرح های VAWT همچنین شامل مکانیسم های محافظت از سرعت است که ساده تر و قابل اعتماد تر هستند، کاهش خطر شکست فاجعه بار در طول طوفان.

مزایای زیست محیطی و اقتصادی

کاهش انرژی پاک و کاهش

با تولید برق از باد، VAWTs مصرف سوخت فسیلی را از بین می برد. [۱] برای جوامع روستایی که به ژنراتورهای دیزل یا برق شبکه از گیاهان زغال سنگ متکی هستند، حتی یک VAWT کوچک می تواند به طور قابل توجهی کاهش انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد. آزمایشگاه انرژی تجدید پذیر ملی گزارش می دهد که سیستم های بادی توزیع شده مانند VAWTs می توانند به کاهش چندین تن از منابع توربین CO2 در سال محلی وابسته باشند.

استقلال انرژی و صرفه جویی در هزینه

مناطق روستایی اغلب با هزینه های برق بالاتر به دلیل تلفات انتقال و تراکم جمعیت پایین تر مواجه می شوند. VAWTs اجازه می دهد جوامع برای تولید برق خود، کاهش وابستگی به تاسیسات دور، همچنین صرفه جویی در هزینه های برق می تواند از نصب و نگهداری هزینه ها، به ویژه هنگامی که همراه با سیاست های خالص مترینگ یا تعرفه های تغذیه انرژی است که همچنین در برابر قطع برق، که در مناطق روستایی رایج است.

ایجاد شغل محلی

اگرچه نصب و نگهداری های VAWT ساده تر است، اما هنوز هم نیاز به ارزیابی سایت، نصب و نگهداری مداوم دارند، اما این نیاز ها باعث ایجاد مشاغل ماهر و نیمه ماهر در جامعه می شوند. تکنسین های محلی، برق و مهندسان می توانند تخصص در تکنولوژی باد کوچک، ساخت نیروی کار که از پروژه های تجدید پذیر آینده پشتیبانی می کند.

چالش ها و ملاحظات

بهره وری پایین تر در بادهای بالا

در حالی که VAWTs در سرعت های باد آشفته و پایین به متوسط، بهره وری اوج خود را - اندازه گیری شده توسط ضریب قدرت - به طور کلی پایین تر از HAWT های بزرگ تحت شرایط باد بالا و ثابت است، این بدان معنی است که برای سایت هایی با باد مداوم قوی، باد های لامین، یک HAWT به خوبی محل ممکن است انرژی بیشتری در هر واحد نصب شده تولید کند، برای اکثر سایت های بادی به طور متوسط 7 - ساعت 7 -

ارزیابی سایت و نشستن

استقرار موفق VAWT نیاز به ارزیابی دقیق منابع باد دارد. اعضای جامعه باید اندازه گیری های بلند مدت شتاب سنج را انجام دهند یا به نقشه های باد معتبر تکیه کنند. قرار دادن توربین همچنین باید موانع ایجاد آشفتگی را در نظر بگیرد، مانند انبارها، سیلوها یا خطوط لوله متراکم در نقشه های دیواری کوچک، می تواند منجر به عملکرد و ناامیدی اقتصادی شود.

آگاهی جامعه و پذیرش

برخی از ساکنان ممکن است با VAWTs و شک و تردید از مزایای خود را برنامه های توسعه، پروژه های تظاهرات و مشارکت با دفاتر توسعه کشاورزی می تواند کمک کند. مهم است که برآورد تولید انرژی واقعی ارائه و شامل اعضای جامعه در فرایند برنامه ریزی.

ادغام شبکه و اجازه

اتصال یک VAWT به شبکه برق محلی نیاز به انطباق با استانداردهای اتصال اتصال ابزار دارد.در بسیاری از مناطق روستایی، زیرساخت شبکه منسوخ شده است، نیاز به ارتقاء برای جایگزینی نسل توزیع شده است. اجازه می تواند یک مانع نیز باشد - قوانین فوری، محدودیت های ارتفاع و الزامات تنظیم شده که برای HAWTs طراحی شده اند ممکن است نیاز به تجدید نظر برای تاسیسات VAWT در اوایل پروژه روشن است.

مثال های واقعی و مطالعات موردی

مزرعه های کوچک در غرب میانه

چندین مزرعه در آیووا و مینه سوتا 5 تا 10 کیلووات VAWTs نصب کرده اند تا برق را برای پمپ های آبیاری و خشک کننده های دانه جبران کنند.گزارش های مربوط به دانشگاه میننه سوتا نشان می دهد که این توربین ها با متر خالص جفت می شوند و صورتحساب های برق مزرعه را 30 تا 40 درصد کاهش می دهند.

روستای دور افتاده در آلاسکا

در جوامع روستایی آلاسکا که در آن ژنراتورهای دیزل منبع اصلی قدرت هستند، VAWTs به عنوان بخشی از میکروشبکه های هیبریدی مستقر شده است. توانایی توربین ها برای کار در باد های گرم و آب و هوای سرد - شرایطی که HAWTs را به چالش می کشد - آنها را به یک مکمل ارزشمند برای ذخیره سازی خورشیدی و باتری تبدیل کرده است.

مراکز اجتماعی در مناطق در حال توسعه

سازمان های غیر انتفاعی، VAWT های کوچک را به مدارس برق، کلینیک های بهداشتی و پمپ های آب در مناطق روستایی خارج از شبکه آفریقا و جنوب آسیا مستقر کرده اند، سادگی این تکنولوژی به این معنی است که تکنسین های محلی می توانند تعمیرات را در یک پروژه در کنیا انجام دهند، یک 2.5 کیلووات VAWT چراغ ها و واکسن های کلینیک روستایی را به طور قابل اعتماد جایگزین یک ژنراتور نفت کشین کرد.

آینده چشم انداز و پیشرفت های تکنولوژیکی

تحقیقات در طراحی VAWT همچنان به بهبود بهره وری و کاهش هزینه ها ادامه می دهد. نوآوری هایی مانند تیغه های پاشنه (برای کاهش گشتاور)، مواد کامپوزیت سبک و الگوریتم های کنترل پیشرفته عملکرد VAWT را به سیستم های هیبریدی HAWT نزدیک تر می کنند که VAWT ها را با پانل های خورشیدی در همان برج ترکیب می کنند، همچنین در حال ظهور هستند و پیشرفته ترین فضای روستایی را ایجاد می کنند.

از آنجا که جوامع روستایی به طور فزاینده ای استقلال انرژی را دنبال می کنند، VAWTs آماده است تا نقش مهمی ایفا کند، توانایی آنها برای ارائه انرژی تمیز، آرام و قابل اعتماد در شرایط مختلف باد، آنها را به یک انتخاب عملی برای مزارع، روستاها و شرکت های دور افتاده تبدیل می کند.

نتیجه گیری

توربین های باد محور عمودی یک راه حل قانع کننده برای جوامع روستایی که به دنبال انرژی مقرون به صرفه، انعطاف پذیر و سازگار با محیط زیست هستند، هزینه های نصب پایین تر، توانایی برای مقابله با باد های آشفته، ردپای فشرده و کاهش صدا آنها را به ویژه برای محیط های کشاورزی و از راه دور، در حالی که چالش هایی مانند بهره وری در باد بالا و مناسب باقی مانده، برنامه ریزی دقیق و پیشرفت تکنولوژیکی ادامه به نزدیک شدن شکاف در حال استفاده از انرژی روستایی، نه تنها می تواند کمک کند، بلکه به کاهش هزینه های پاک کننده تر از انرژی های خشک تر، بلکه همچنین هزینه های پاک کننده بیشتر، بلکه هزینه های بیشتر، بلکه به کاهش انرژی های تمیز کننده تر، بلکه به کاهش هزینه های بیشتر از انرژی های تمیز کننده ای از انرژی های بیشتر، بلکه هزینه های بیشتر، بلکه همچنین هزینه های تمیز کننده را کاهش دهد.