אנרגיית הרוח היא מקור גדל של כוח מתחדש, במיוחד בסביבות עירוניות שבו החלל מוגבל, וביקוש לאנרגיה מרוכז.שני סוגים עיקריים של טורבינות רוח מופרסים בהגדרות אלה: טורבינות רוח אנכית (HAWTs) וטורבינות ציר אנכיים (VAWTs) מבינים את ההבדלים שלהם בביצועים, מגבלות ההתקנה, וההשפעה הסביבתית חיונית לבחירת האפשרות הטובה ביותר עבור יישום עירוני נתון, לבחון את המאפיינים הטכניים, מודלים תפעוליים, ואדריכלים של פתרונות תפעוליים, כל אחד, ומתכננים תפעוליים, ומתכננים תפעוליים, ומתכננים, כל אחד, ומתכננים תפעוליים, ומתכננים, ומתכננים, ומתכננים של פתרונות מסחר אמיתיים, ומתכננים, ומתכננים, ומתכננים, ומתכננים, ומתכננים, כל אחד, ומתכננים תפעוליים, ומתכננים של פתרונות תפעוליים, כל אחד, ומתכננים של עולם מסחר אמיתיים, וטכנולוגיים, ומתכננים, ומתכננים, וטכנולוגיים, ומתכננים, כל אחד, כל אחד, כל אחד, ומופעלים, ושינויים תפעוליים, ושינויים תפעוליים, ושינויים תפעוליים, ושינויים תפעוליים, כל אחד, ואפקט סביבתיים, ושינויים תפעוליים, כל אחד, ואפקט סביבתיים, ומופע

המונחים: Wind Turbines

טורבינות הרוח של ציר Horizontal הן הגנרטורים הנפוצים ביותר של אנרגיית רוח, שמציעות להבים שמסתובבים סביב ציר אופקי במקביל לקרקע. HAWTs המודרנית בדרך כלל יש שני או שלושה להבים ומבוססים על מערכות להקות להקות להקות פעילות כדי להתמודד עם כיוון הרוח השורר.כדי לגשת חזק יותר, יותר משאבי רוח עקביים יותר מעל הקפיפיפיפיפיפיפי, HAWT הם בדרך כלל על מגדלים גבוהים - לעתים קרובות מעל פני 50 מטרים רבועים, כולל רחב, רחב של צמחים, רחבים, כולל רחבים, רחבים, רחב, כולל רחבים רחב יותר, רחב יותר, רחב יותר, כולל רחב יותר, כולל תכונות רוח, גבוה, רחב יותר, כולל רחב יותר, רחב יותר, רחב יותר, רחב יותר, רחב יותר, גבוה, גבוה, גבוה, בעיקר עבור מגמות, כולל רחב של צמחים, גבוה, גבוה, כולל רחב של חופים, גבוה, רחב של צמחים, כולל רחב של חופים, גבוה, גבוה, גבוה, גבוה, כולל רחב יותר, גבוה, גבוה, גבוה, גבוה יותר, כולל רחב של חופים, גבוה, כולל גבוה, כולל רחב יותר, גבוה יותר, גבוה יותר, גבוה יותר, גבוה, גבוה, כולל רחב יותר, גבוה, גבוה

היתרונות של HAWTs

  • יעילות גבוהה יותר בתנאים אופטימליים: FLT:1 [ HAWTs] יכול להשיג יעילות חשמל ליד גבול בוץ (59.3%) תחת זרימה קבועה, laminar, מה שהופך אותם לטופולוגיה היעילה ביותר עבור משטרי רוח עקביים.
  • (FLT:0) טכנולוגיה מבוססת-טוב: 10 שנים של מחקר, אופטימיזציה בייצור, וניסיון תפעולי הובילו עלויות ושיפור האמינות.
  • (FLT:0) calability עבור תפוקה גדולה של כוח: FIRLT:1 ,HilWTs בקנה מידה גדול של שימוש יכול לעלות על 10MW ליחידה, מה שהופך אותם אידיאליים לדור גדול כאשר הוא ממוקם כראוי.
  • (ב) כרך:0) ,Lower rotor מוצקות: FLT:1 ,פחות להבים להפחית את השימוש בחומר ומשקל ליחידה שטפו את האזור, הורדת דרישות המגדל והבסיס.

חסרונות HAWTs

  • דרישות המגדל של LT:0 (Tall Towerlement: 1) להגיע לרוח נקייה מעל בניינים, מגדלים חייבים להיות גבוהים, עלייה בעלויות ההתקנה, בהירות חזותית, מורכבות הבסיס בד העירוני צפופה.
  • (FLT:0) קבלת יכולת להפרעות: התגשמות אוויר עירונית 1:1 הוא מאוד סוער בשל בניית ערות, קצוות גג, וקניונים רחוב. HAWTs ניסיון עומסי עייפות, יעילות מופחתת, ורעש מוגבר כאשר ערפל מתרחשת לעתים קרובות.
  • (FLT:0) רעש ואפקט חזותי: רעש אווירודינמי ממהירויות להב-הלהבות ורעש מכני מתיבת הילוכים יכול לעלות על גבולות מקובלים ליד מגורים.
  • מורכבות מערכת:0 (FLT:1 Active yaw) מוסיף חלקים נעים, צרכי תחזוקה, ובקרת אתגרים בכיוונים טבעיים משתנים.
  • (FLT:0)Bird ו-Battleches:FLT:1 גובה מגדל ומחוזות גורפים להב בגובה עירוני טיפוסי מהווים סיכון התנגשות, אם כי שיעורי הקטלניות הם בדרך כלל נמוכים יותר מאשר לבניית התנגשויות.

המונחים: Wind Turbines

טורבינות רוח ציר Vertical יש להבים מסתובבים סביב ציר אנכי, חיסול הצורך מנגנונים של להקות yaw.שני תת-סוגים העיקריים הם Darrieus (מבוסס על מרומם, לעתים קרובות בצורת ביצית או H-rotor) ואת Savonius (דראגומבסיס, עם להבים מלוטשים). VAWTs לקבל רוח מכל כיוון, החל במהירויות רוח נמוכות יותר, יכול להיות מותקן על גג נמוך או פשטות גבוהה ללא טמפרטורות גבוהות.

היתרונות של VAWTs

  • (ב) ⁇ :0 (אומטית קבלה) של רוח: 1 (לא צריך מערכת חתלתול); טורבינות מגיבה באופן אוטומטי לסגנון רוח, שינוי רוחות עירוניות ללא שליטה פעילה.
  • (ב) ניתן להציב את גובה ההתקנה:0 (Lower Installcio: 1FLT:1 VAWTs) על מבנים קיימים (רופיפונים, מזחלים, אבני בניין) מבלי לדרוש מגדלים גבוהים יקרים.
  • (FLT:0) חידוש הרעש והרטט: FLT:1 יחסי טיפ נמוכים יותר ומהירויות רוטאליות איטיות יותר, במיוחד עבור עיצובי Savonius, לייצר רעש אווירודינמי לא ניתן לשליש.
  • (FLT:0) סובלנות טובה יותר להפרעות: FIRLT:1 , עיצובי ציר Vertical יכולים ללכוד אנרגיה ממרכיבים זרימה סוערת ו אנכית, אשר נפוץ בקניונים עירוניים. חלק מהמחקרים מדווחים עד 30% יותר אנרגיה שנתית לכידת מאשר מקבילה HAWTs באתרי זעזועים מאוד.
  • (FLT:0)Simpler תחזוקה: 1FLT:1 הגנרטור ו תיבת הילוכים הם קרוב לרמה הקרקעית, נגיש ללא ערניים, צמצום עלויות השירות ושעות השבת.
  • (ב) ,0) ובטיחות עטלף: "FLT:1" נתיב להב איטי יותר, צר יותר וגובה נמוך יותר להפחית את הסיכון להתנגשות.

חסרונות של VAWTs

  • (FLT:0) ליעילות שיא: 1.10LT:1 עיצובי דארריוס הטובים ביותר מגיעים לתקני חשמל של כ-40-45% בתנאים אידיאליים, פחות משמעותית מטיפוסי ה-Hywos רק לעתים רחוקות יותר מ-20%.
  • (FLT:0) נושאים ממריצים וממריצים את עצמם: FLT:1 רבים VAWTs לייצר וריאציות מחזוריות של מומנט הדורשות עיצוב מבני זהה.חלק מהדרריוס רוטורס זקוקים למנגנון התחלה עזר.
  • (FLT:0) דרוגיות לתפוקה גדולה של חשמל: אנדרט 1:1 כדי להגיע ליכולת רב-MW, VAWTs להיות גבוה וכבד, לעתים קרובות דורש חוטים של גברים או קרנות מסיביות, ניתוק כמה יתרונות עירוניים.
  • (FLT:0)Less טכנולוגיה בוגרת: FLT:1 בעוד המחקר הוא מאיץ, ייצור VAWT, הסמכה וסטנדרטים אינם נרחבים כמו HAWTs, המוביל לסיכון גבוה יותר עבור משקיעים.
  • (FLT:0) מקורות יכולת לקיבולת נמוכה בתנאים עירוניים: אנדרט 1:1 למרות טיפול בהפרעות טובות יותר, ממוצע גורמי יכולת שנתית עבור VAWTs עירוניים לעתים קרובות מתחת 15%, אם כי זה יכול לשפר עם ישיבה מתאימה.

השוואה מפורטת ושלמות עירונית

Aeroדינמית ו- Energy Performance

ההבדל הבסיסי הוא באירודינמיקה. HAWTs לפעול ביחס מהיר טיפ גבוה (λ= 6-9), שבו המעלית להב הוא אופטימלי, מניב כוח מקסימלי coefficientFLT:0CpuaFLT:1 מ 0.45-0.50 בתרגול (התרגילים של וואט) 0.

מדד נוסף הוא צפיפות הכוח של ה-0.0.000 ל-BotLT:1 (VWTs) ניתן לקבץ קרוב יותר יחד כי ההתעוררות שלהם מתקלקלת מהר יותר באוריינטציה אנכית, ומאפשרת מערךים צפופים יותר.זה קריטי שבו שטח גג או כביש מוגבל.

רעש וגאווה

רעש הוא דאגה עיקרית בהגדרות עירוניות. HAWTs לייצר רעש אווירודינמי רחב פס רחב (מגבי להב- tip vortices) ורעש מכני כללי מ ⁇ ו גנרטורים.במרחקים עירוניים טיפוסיים, רמות קול לעתים קרובות עולה על 45-55 dBA, שהוא בעייתי ליד חדרי שינה. VAWTs, במיוחד helicalalalal או Savonius, לייצר רמות 10-20 רמות איטי יותר ל-p.

הוויברציה המועברת דרך מבני בניין היא בעיה נוספת. HAWT על מגדלים מעוררים רטטים נמוכים- ⁇ שיכולים יחד עם בנייה מחדש של מבנים. VAWTs יש מסה קטנה יותר רוטטת קרוב יותר לתמיכה, צמצום טעינה מבנית.עם זאת, קרע בטורבינות דארריוס יכול להרגשת הרמוניות אם לא נלחמה.

השפעות חזותיות ואפקטים

קבלה חזותית היא סובייקטיבית אך חשובה עבור הקהילה קונה-ב. HAWTs הם גדולים, בולטים, ולעתים קרובות נתפסים כתעשייה. להבים שלהם שזזות צללים. VAWTs יכול להיות סגור או תוכנן עם אסתטיקה ארכיטקטונית בראש. כמה דגמים דומים פסלים, פינים אנכיים, או אפילו צורות עץ.הרקטור הלייל של המהפכה השקט QR5 הוא דוגמה ידועה עבור מחוזות מגורים או אזורים מיושבים בקלות יותר מאשר מגדלי מגורים.

דרישות התקנה ומבנה

HAWTs דורשים יסודות שיכולים להתמודד עם רגעים גבוהים יותר ועומסי עייפות.התאוששות בניין קיים כדי לתמוך במגדל 10 מטר הוא יקר ועשוי לדרוש חיזוק מבני. VAWTs, במיוחד יחידות קטנות עד בינוניות, ניתן לרכוב על גגות שטוחים סטנדרטיים באמצעות מסגרות מלוטשות ללא חדירה של גגות.

שיקולים

עלות גבוהה של אנרגיה (LCOE) עבור רוח קטנה עירונית היא בדרך כלל גבוהה יותר מאשר עבור PV השמש, אבל VAWTs יכול להיות תחרותי בשילוב עם יישומים מבניים.תקנה עלות ל- קילוואט עבור HAWT במגוון עירוני מ-4,000 $ ל-8,000 $, בעוד VAWTs להשתנות מ-3,000 $ ל-6,000 $, תשואה אנרגיה שנתית של קיבולת נמוכה יותר עבור VAWTCO, כך נמוך יותר עבור רכיבי תחזוקה נמוכה יותר מ- 30% או נמוך יותר.

מחקרים ב-Cird Case Studies and Real-World

מרכז הסחר העולמי של ביין

מרכז הסחר העולמי בבחריין במנדמה הוא דוגמה ציונית של ייצור ה- HAWTs. 3 29 מטר מרובע-דמטר HAWTs מושעה בין מגדלי התאומים, ומייצרת כ-11-15% מסך צריכת האנרגיה הכוללת של הבניין.המגדלים המשעשעים אל מעבר לטורבינה, ויוצרים אפקט אוטורי.

Strata SE1, לונדון

סטרטה SE1, מגדל מגורים בלונדון, הופיע במקור שלושה 9 מטרים HAWTs משולבים לתוך הגג.עם זאת, טורבינות פעלו רק בקצרה בשל תלונות רעש, רטט, וחשיפה רוח ירודה הנגרמת על ידי ההתעוררות של הבניין עצמו.הם בסופו של דבר היו מתמוססים.דוגמה זה זהירות ממחיש את הקושי של לשבת HAWT על בניינים גבוהים שבו גג מורכב אווירודינמיקה ולהפחית יעילות.

המהפכה השקטה QR5 מתקן

המהפכה השקטה QR5 היא דריוליוס VAWT שעוצב במיוחד עבור סביבות עירוניות. Units הותקנו על גגות בלונדון, דבלין, ופריז.ה QR5 יש כוח מדורג של 6.5 קילוואט, פועל בשקט, ועומדת רוחות סוערות יותר מאשר דומה HAWTs.הלהבים העקומים של העיצוב מצמצם ל-8,000 ויזואליות ו-Rriptremetated Energy, בעודם הם בעלי אורך רוח רכה ו-8,000 קלוריות (כפופולריבות) ו-R).

Savonius VAWTs על אור רחוב ו Signage

סוג גרר קטן Savonius VAWTs משמש יותר ויותר עבור יישומים מחוץ לריד כגון תאורה רחוב, סימני תנועה, וחיישנים מרוחקים. חברות כמו אנרגיה ירוקה עירונית (UGE) ו Windspire Energy לייצר יחידות הנספח לקוטבים הקיימים. טורבינות אלה לשרוד גורים חמורים ללא בעיות שליטה מהירות ויכולים לפעול ברוח נמוכה כמו 2 מ"מ /s הם אידיאליים עבור פארקים, כיכרות, אזורים בטיחותיים, איפה הם אזורי בטיחות הולכי רגל והולכי רגל.

מגמות טכנולוגיות ומגמות עתידיות

המונחים: Blade Design innovation

להבים ביומטיים בהשראת דחפורים לווייתנים או זרעי מפה נבדקים הן HAWTs ו VAWTs כדי לשפר את הביצועים בזרימה סוערת.מכשפים מובילים על עיכובים של HAWT, בעוד שבילים משומרים להפחית רעש עבור ייצור VAWTs עירוני. Addive ייצור (3D) מאפשר הסתברות מהירה של אופטימיזציה של צורות מתקדמות עם תאורה אחורית.

דיפרפרסט ודיפר-מגיב טורבינס

שטורף את הרוטור עם דוקטרקט או diffuser יכול להתרכז זרימת אוויר, הגדלת פלט חשמל על ידי 2-3 פעמים עבור קוטר רוטטור מסוים. duted HAWTs ו VAWTs מפותחים לשימוש גג שבו מהירות הרוח נמוכה.השריד גם מקטין רעש קצה ויכול בית מחוסנים עבור ציפורים.

המונחים: HAWT-VAWT Concepts

כמה מפתחים הציעו מערכות כפולות-רוטור המשלבות HAWT ליעילות גבוהה עם VAWT עבור לכידת דלת-wind וזעזועים.ה HAWT יכול להיות מותקן מעל VAWT באותו המגדל, שיתוף הגנרטור ומערכת yaw. אבות טיפוס מוקדמים להראות 15-20% יותר אנרגיה שנתית מאשר a StandaloneWT במערכות היברידיות מורכבות יכול להיות ערים בעלות ערך במיוחד כאשר הרוח משתנה עם מבנה עונתי או עונתי.

בקרה חכמה ו Active Pitch

אלגוריתמים מתקדמים באמצעות חיישני רוח בזמן אמת (למשל, LIDAR על בניינים) יכולים להתאים את yaw ואת דוכן הלהב עבור HAWTs, צמצום עייפות ושיפור לכידת אנרגיה.עבור VAWTs, מנגנוני סטון להב יחיד - באופן אינסטינקטיבי נחשב מורכב מדי עבור עיצוב "פשוט" - עכשיו מוקרן כדי להסדיר מודלים של למידה מרחוק והתחל.

מערכות משולבות ומודולריות

הגבול הבא הוא הטמעת טורבינות ישירות לתוך בניין המעטפות.לדוגמה, המושג "Wind Cube" משתמש ב- VAWTs בתוך פתחי החלון או בין עמודות מבניות, שבו הבניין עצמו מאגד רוח. Modular "לבנים טורפים" כי לכותרות קיר חוצות פיתוח מערכות כאלה יכול להפוך כל בניין מיני כוח ללא שימוש נוסף הקרקע.

ניסיון מעשי עבור תוכניות עירוניות ומפתחים

הערכה ו Wind Resources

לפני בחירת סוג טורבינות, לבצע ניתוח מיקרו-מבזבז. השתמש בדגם CFD או anemometry בגבהים מרובים ברחבי האתר.חפש מיקומים שבהם רוח פטריית בניינים (האצה של מבנים) או היכן עוצמת הזעזוע היא מתחת 30% (עצימות גבוהה יותר דורשים VAWTs) מהירות רוח ממוצעת בגובה צריך לעלות על 4 מ"מ עבור VAWTs ו 5 m / ms עבור HA / t עבור תשלום סביר כדי להשיג תשלומים סבירים.

שיקולים ושיקולים

בדוק את קודי בנייה מקומיים וקלות תעופה.ערים רבות מגבילות את גובה טורבינות מתחת ל-15 מ' ללא היתרים מיוחדים. Noise bylaws עשוי להגביל את המחלוקות המקסימליות בגבולות רכוש -VAWTs נוטים יותר לעמוד במגבלות מחמירות. Heritage and View-corridor Protections יכול לאסור HAWTs Outright.חשב גם בטיחות: icing, להב, וכשלים מבניים חייבים להיות מוערכים לאזורים ציבוריים.

Incentives and Grid Connection

Investigate נטו מטרינג, תעריפים של מזון, או זיכויים אנרגיה מתחדשת זמינים בתחום השיפוט.כמה ערים מציעות אישורים תכופים עבור מערכות רוח קטנות שעומדות הסמכה מסוימת (למשל, IEC 61400-2 עבור טורבינות רוח קטנות) עבור מתקנים מחוסנים ברשת, להבטיח את inverter ו איכות כוח לעמוד בסטנדרטים של שירות.סוללת אחסון יכול לשפר את צריכת העצמי ואת החוסן, במיוחד כאשר הוא דור גבוה מאוד.

מעורבות קהילתית

מציג סימולציות חזותיות ברורות, מחקרי השפעה על רעש, והטבות צפויות לתושבים מקומיים ועסקים.חשבו על עיצוב אסתטי המשלים את ההצעה לתכלול תצוגה של אנרגיה בזמן אמת בחלל ציבורי לבניית תמיכה.מעורבות מוקדמת מפחיתה את ההתנגדות ומגדילה את הסיכוי לאישור.

מסקנה

הן טורבינות רוח אופקית ו אנכית יש תפקידים שונים לשחק בעתיד של אנרגיה מתחדשת עירונית. HAWTs נשאר האפשרות היעילה ביותר לדור בקנה מידה גדול, בתנאי שהאתר מציע רוח עקבית, מרחב למגדלים גבוהים, ורעש מקובל ואפקטים חזותיים. VAWTs, בעוד פחות יעילה במודולים יציבים, מציעים ביצועים מעולים בביצועים מתוחמים, אטומיים של ערים טיפוסיות, יחד עם ניתוח עירוני יותר, גמיש, עם עיצובים יותר, גמישים, גמישים יותר, גמישים, גמישים יותר, עם עיצובים, גמישים, גמישים יותר, גמישים, גמישים יותר, גמישים, עם עיצובים יותר, גמישים, עם עיצובים יותר, גמישים יותר, גמישים יותר, גמישים יותר, גמישים יותר, עם עיצובים, עם עיצובים, יציבים, יציבים יותר, גמישים יותר, עם עיצובים, גמישים, גמישים, גמישים, גמישים, גמישים, גמישים, עם עיצובים, גמישים, גמישים יותר, גמישים, גמישים, עם עיצובים, גמישים, עם עיצובים, עם שיטות בנייה מהירה יותר, גמישים יותר, גמישים, גמישים, עיצובים, עיצובים יותר, גמישים,