ככל שהערים מתרחבות וצריכת אנרגיה, החיפוש אחר מקורות אנרגיה בר קיימא, מבוזרים כבר התגברות על טורבינות הרוח של ציר Vertical (VAWTs) צמחו כטכנולוגיה משכנעת לסביבות עירוניות, המציעה דרך לייצר חשמל נקי ישירות שבו הוא נצרך.בניגוד לעמיתיהם האופקיים-axis הגדולים, VAWTs נועדו לשגשג בתנאים מורכבים, סוערים, המאפיינת אתגרימת הרוח העירוניים ולבחון את האתגרים הקיימים של ימינו.

כיצד פועל Wind Turbines

(ו) הם מוגדרים על ידי אוריינטציה אנכית שלהם: פיר רוט הראשי עומד בפני הקרקע, ואת הגנרטור ותיבת הילוכים (אם זה הנוכחי) מנוחה או ליד הבסיס, תצורה זו מאפשרת לטורבינה לקבל רוח מכל כיוון ללא צורך מנגנון שפכים (VoTavor) שני עיצובים VAWTavor הם FLT:0DrieusFLT:1 (מפרקים, לעתים קרובות עם vuld) בצורת vuler) ו-Sv-Fvter).

בטורבינה דראריוס, מעלית אווירודינמיאנית מניעת את הלהבות מהר יותר מאשר מהירות הרוח, השגת מהירויות סיבוביות גבוהות יותר ויעילות. Savonius טוריית מסתמכת על הבדלים בין הצדדים של ה- concavev ו convex של ה-scoops, ומייצרת מומנט אפילו באזורים נמוכים מאוד, אך עם יעילות גבוהה יותר של VAWTs משלבים אלמנטים של שניהם, באמצעות עיצובים היברידיים כדי להתחיל ממהירויות רוחיות קבועות, לאחר מכן, החל ממהירויות גבוהות יותר מ-hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

יתרונות מרכזיים בסביבה עירונית

VAWTs אינם רק גרסאות מסולמות של טורבינות רוח כפריות; הם מונדסים כדי לטפל במגבלות הספציפיות של תשתיות העיר.היתרונות שלהם רלוונטיים במיוחד כמו מתכננים עירוניים מחפשים לשלב דור מתחדשים ללא להקריב אסתטיקה או עצלות.

מתקן קומפקטי וגמישות

VAWTs כובש טביעת רגל קטנה יותר מאשר HAWT של כוח דירוג שווה ערך. גורם הטופס האנכי שלהם מאפשר להם להיות רכוב על גגות, בניית יבלות, מרפסות, ואפילו משולבים לתוך תכונות אדריכליות כגון parapets או Signage. כי גנרטורים והזיז חלקים נמצאים בבסיס, התקנה ותחזוקה אינם דורשים ערניים או מגדלים גבוהים, צמצום עלויות גבוהות, טעינה מבנית על מבנים קיימים יצרנים יכולים להציע מבנים משמעותיים.

רעש נמוך וגאווה

צווי רעש עירוניים מגבילים לעתים קרובות את פעולת ציוד מכני. VAWTs בדרך כלל במהירויות סיבוב נמוכות יותר מאשר HAWTs, יצירת פחות רעש אווירודינמי.העדר מנגנון yaw ואת המיקום של הכונן ברמה הקרקעית לחבק עוד יותר את הרטטים מכניים.מודלים עירוניים רבים VAWT מייצרים רמות צליל דומות למקרר או מזג אווירי (4-50B בכמה מטרים), מהמקובלים במחוזות מגורים ומסחריות.

יעילות ברוחות טורבוליות ומשתנה

היתרון המצוטט ביותר של VAWTs הוא היכולת שלהם להופיע ברוח סוערת.בניינים ליצור eddies, ערוץ אפקטים, ו גורים פתאומיים שיכולים לגרום ל- HAWTs להיסגר או לסובב באופן לא יעיל. VAWTs, להיות omnidirectional, קציר אנרגיה מזרמים כאוטיים אלה. הם גם להתחיל לייצר כוח במהירויות רוח נמוכות יותר (בדרך כלל 2–3) לעומת 3 שעות בממוצע, אבל הם מייצרים חשמל קטנות יותר.

רגיעה ובטיחות

כל המרכיבים הקריטיים - גנן, תיבת הילוכים, בלמים, ובקרות - נגישים ברמת הקרקע או הגג.זה מפשט את בדיקות שגרתיות ומפחית את הצורך בציוד טיפוס מיוחד או ציוד כבד.עבור מתקני בנייה, זה גם מוריד את הסיכון לתאונות ונזק.בנוסף, VAWTs נחשבים בדרך כלל בטוח יותר עבור חיות בר: ציפורים ועטלפים יכולים בקלות רבה יותר לזהות ציר רוטט לאט מאשר רוטט.

אינטגרציה

עיצובים מודרניים VAWT יכולים להיות הצהרות אדריכליות.צורותיהם הפיסוליות (החליפים המשובשים, להבים אנכיים של sleek) יכולות להשלים חזיתות בנייה ולא להתעמת איתם. כמה יצרנים מייצרים טורבינות עם ציפויים צבעוניים, תאורה LED משולבת, או להבים שקופה מתמזגים לתוך קו הרקיע. גמישות אסתטית זו מסייעת להתגבר על ה-NMB (לא בהתנגדות האחורית שלי) שלעתים קרובות חוסמת רוחות צפופות בשכונות אנרגיה צפופות.

אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

למרות ההבטחה שלהם, VAWTs להתמודד עם כמה מכשולים לאימוץ עירוני נרחב.מהנדסים ומתכננים עירוניים פיתחו אסטרטגיות כדי לצמצם את כל החששות הללו, ומחקר מתמשך מצמצם בהדרגה את הפער בין VAWT לבין ביצועי HAWT.

המונחים: efficiency

היעילות המקסימלית התיאורטית (Betz Limit) חלה על כל טורבינות הרוח, אבל VAWTs בדרך כלל להשיג 35-45% של בנץ, בהשוואה ל- 45-50% עבור HAWTs גדולים.היעילות הנמוכה היא חלקית בשל הפסדים אווירודינמיקה במהלך מחצית ה-Virwind של כל מהפכה ואינטראקציה בין להבים אנרגיה ותעוררות.

עומס מבני ושילוב

הר טורבינות על בניין קיים דורש ניתוח מבני זהיר.המשקל של טורבינה, כוחות דינמיים מן הרוח והסיבוב, ושיקום חייב להיות אחראי על כך ש-Refitting מבנים ישנים עשויים להיות לא מעשיים או יקר. אסטרטגיות מייגציה כוללות שימוש בחומרים מורכבים קלים (סיבים פחמן, אלומיניום, פולימרים מחזקים) ולחטים לספוג תנודות חדשות יכול לשלב נקודות הרה ומחזקות עבור מבנים מקומיים כגון מתקנים מקומיים, כגון מתקנים רגולטוריים, כגון מתקנים מקומיים, כולל כיום, כגון קווי חליפין, כגון מתקנים רגולטוריים, כגון מתקנים חדשים, כגון מתקנים חדשים, כולל קווירים חדשים, מתקנים רגולטוריים, כולל קווירים חדשים, כולל קווירים חדשים של ניו יורק, כגון מתקנים חדשים, כולל קווירים, כולל קווירים, כולל קווירים, כולל מתקנים חדשים, כולל קווירי רדיוברומיים, כגון מתקנים חדשים, מתקנים מקומיים, מתקנים חדשים, וכוללים, וכוללים, מתקנים רגולטוריים, כגון מתקנים חדשים, כגון מתקנים חדשים, כגון מתקנים חדשים, כגון מתקנים חדשים, מתקנים חדשים, מתקנים חדשים, מתקנים חדשים, מתקנים רגולטוריים, כגון מתקנים חדשים, מתקנים חדשים, מתקנים חדשים, כגון:

אנרגיה מתחדשת ו- Payback Age

משאבי רוח עירוניים הם לעתים קרובות עניים יותר מאשר אתרים כפריים בשל מהירויות נמוכות יותר ועוצמה סוערת גבוהה. VAWT בעל אתר נמוך עשוי לייצר רק כמה מאות קילו-וואט-שעה בשנה, מה שמוביל לתקופה ארוכה של תגמול.הערכת אתר באמצעות aemometers, דינמיקות חישוביות (CD) מודלים השקעות, ונתונים היסטוריים הם הכרחיים כמו FLTer: 002Tate Site to see out abtexitate System to see aberation in amometers aberation in absp; p.

רעש וגאווה (Revisited)

בעוד שבדרך כלל שקט, כמה דגמי VAWT מייצרים לחות נמוך או להב נפוח שניתן להטריד במתקני שדה קרובים.מדת בידוד נכונה, מיקום זהיר הרחק מחלונות, ואיזון תקופתי כל העזרה. עיצובים חדשים, כמו אלה מ-FLT:0EnvergateFLT:1, להפחית את הרעש המלא על ידי הפצת ההשפעה על עקומה מתמשכת של NEC (Tize) לתקני רעש עירוניים.

עימותים של יבשת ויבשה

אפילו VAWT מעוצב היטב עשוי להיות נדחה על ידי בעלי בניין או שכנים אם זה נתפס כמו קלוטרי. הפתרון הוא במעורבות מוקדמת של בעלי מניות והתאמה עיצובית. כמה אדריכלים משלבים VAWTs כמו תכונות גלויות שמתקשרות את האישורים הירוקים של הבניין, כמו גגות ירוקים או קירות חיים.במחוזות מעורבים בשימוש, טורבינות ניתן להציב על מבנים חניה, כבישים מהירים, או מעל מסלולים - כמו פחות חזותיים.

חידושים טכנולוגיים נהיגה VAWT אימוץ

כמה התקדמות הופכת את VAWTs ליותר קיימא ויעילה עבור יישומים עירוניים.

חומרים וייצור

תרכובות פחמן-פיבר-reinforced מאפשרות להבים להיות קלים יותר, נוקשים יותר, עמידים יותר מאשר סיבים או אלומיניום. ייצור אדקטיבית (3D הדפסה) מאפשר פשטות מהירה ייצור של פרופילים להבים מותאמים אישית.חלק מהחברות חוקרות להבים במבוק וביבים ביו-גירבה מלאה.

עיצובים היברידיים ומנוגדים

שילוב של קטע מתחיל Savonius עם רוטטור הראשי של דארריוס יוצר טורבינות כי כוכבי עצמי במהירויות רוח נמוכות מאוד (כ 1.5 מ ' /s) ולאחר מכן להשיג יעילות גבוהה מבוסס מעלית.בניגוד VAWTs תכונה שני סטרווצנטרי מסתובבים בכיוון הפוך, ביעילות מכפילה את מהירות הרוח היחסית ומייצרת יותר כוח מאותו אזור סחף, בעוד מורכבים אלה הם עיצובים בתוך מבנים מתקדמים ומתקנים מעבדה.

בניית רוח משולבת Turbines (BIWTs)

VAWTs יכול להשתלב פיזית אדריכלות הבניין - כמו רוח רפאים על גורדי שחקים, בתוך אטריום כי אוויר כיפי, או לאורך רכבת הגשר מרכז הסחר העולמי בחריין משתמש המפורסם שלושה HAWTs, אבל פרויקטים חדשים יותר כמו מגדל פרל ריבר ב גואנגג'ואו ו-Strats SE1 בלונדון משלבים VAWTs לתוך מסגרות האנרגיה המבניות שלהם.WTs יכול לחקות את מערך החשמל של UFST (ה-S) של בניין משותף של 2.

בקרה חכמה ושילוב גריידי

מיקרובקרים וחיישנים IoT מאפשרים VAWTs להתאים את המגרש, מתפתל ואלקטרוניקה כוח בזמן אמת בהתבסס על תנאי רוח וביקוש לרשת. חלק מהמערכות יכולות לזרוק עודף אנרגיה לתוך תנורי מים או בנקים סוללה, למקסם את צריכת העצמי. תקנים סטנדרטיים מאפשרים הפעלה רשת ללא שינויים מורכבים, וחברות שירות רבות מציעות מדממים עבור מתקני רוח קטנים.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

כמה מתקנים ממחישים את הפוטנציאל והמגבלות של VAWTs עירוניים.

(FLT:0Case Study 1: The Dublin Array.cioFLT:1) בשנת 2019, מועצת העיר דבלין הזמינה משפט של חמישה H-rotor VAWTs על גג בניין עירוני.מעל שנתיים, הטורפות יצרו ממוצע של 4,200 קילוואט ליחידה בשנה, מספיק כדי להפעיל את התחזיות וההתאורה המשותפים.

(FLT:0Case Study 2: Harbour Turbines.FLT) 1 לאורך קו החוף קופנהגן, שורה של VAWTs של היצרן Windspire (כיום Envergate) הותקנה על פיקר. תוכנן עם דירוג 1 קילוואט כל אחד, הם מספקים כוח עבור קמעונאי קטן וציבורי Wi-Fispots. Noise נמדדו ב 38B, 000 מטרים, 000 אטרקציה מקומית, הם מספקים כוח עבור משיכה מקומית.

(FLT:0Case Study 3: גג ה-Fgrid.FLT:1 A Tokyo Office Building רטרוffed הגג עם שישה Savonius-Darrieus היברידי VAWTs לצד 50 קילוואט של PV השמש.המערכת המשולבת עונה 12% מצריכת החשמל השנתית של הבניין, עם טורבינות לתרום בערך שליש מבניין זה דיווחו כי ה-Swegronations של הערך הירוק סייעה (EECAS) להשיג הסמכה ירוקה גבוהה יותר.

תפקיד ה-VWTs בערים חכמות בעתיד

כאשר ערים לאמץ מטרות קיימות שאפתניות, VAWTs מציעים נישה ייחודית: הדור מבוזר המשתמש בחלל אנכי בלתי מזוקק.הם משלימים לוחות סולאריים (שמפיקים מעט כוח בלילה או בחורף) ויכול להשתלב עם אחסון סוללות כדי ליצור מיקרו-צמחונים שמשפרים חוסכים את החוסן במהלך הפסקות רשת. VAWTs גם להתאים לעקרונות האינטרנט של דברים (IoT) ופלטפורמות עיר חכמות - יכולים לדווח על מהירות אמיתית, וחיזוי נתונים, וחיזוי אנרגיה מבנית, ומהירות, וחיזוי.

התמיכה במדיניות גוברת.מדינות אירופיות מסוימות מציעות מכסי מזון או מסובסידיות הון עבור מתקני רוח קטנים באזורים עירוניים. ארה"ב היא כדלקמן, עם תוכניות כמו האנרגיה הכפרית עבור תוכנית אמריקה (REAP) עכשיו פתוח לפרויקטים רוח קטנים עירוניים. סטנדרטיזציה באמצעות גופים כמו ה-IEC הבין-לאומי (IEC) מייצרת ביצועים ותקני בטיחות המותאמים ל- VAWT.

מסקנה

טורבינות רוח ציר Vertical הן לא תרופת פלאה לאתגרים עירוניים, אבל הן מייצגות כלי מעשי, מתפתח ב ערכת כלי האנרגיה המתחדשת.היכולת שלהן ללכוד אנרגיה מרוחות סוערות, טביעת רגל קומפקטית, רעש נמוך וגמישות אסתטית להפוך אותם מתאימים ייחודי לסביבות עירוניות שיביסו את המכונות המסורתיות של קווי הרוח, שיפור מתמשך בחומרים, אנדינמיות, ושילוב הם צמצום פערים ומתכננים של מקומות עבודה צפופים, מחפשות, מחפשות, מחפשות, מחפשות, מחפשות, ומוצרים מתקדמים, ומוצרים מתקדמים, ומוצרים מתקדמים, ומוצרים, ומוצרים, ומוצרים, ומוצרים מתקדמים, ולהגדיל את עלויות כוח, ולהגדיל את עלויות כוח, ולהגדיל את עלויות כוח, ולהגדיל את עלויות כוח, ולהגדיל את עלויות כוח, ולהגדיל את עלויות כוח, ולהגדיל את פני השטח, מחפשות, ולהגדיל את יציבות אוויריות, מחפשות, מחפשות, מחפשות, תוכניות ידידותיות, מחפשות, מחפשות, מחפשות, מחפשות, תוכניות חלופיות, כוח, כוח, כוח, לספק, לספק, תוכניות כוח, תוכניות חלופיות, לספק, לספק, לספק, תוכניות עבודה, לספק, כוח, כוח, כוח, כוח אוויריות, פיתוח,