수직축 풍력 터빈의 장점

수직 축 풍력 터빈 (VAWTs)는 농촌 공동체에 특히 잘 적응되는 풍력 발전에 대한 변형적 접근 방식을 나타냅니다. 더 일반적인 수평 축 풍력 터빈 (HAWTs)가 큰 풍력 농장을 지배하는 동안, VAWTs는 토지가 제한되는 설정에 명백한 이점을 제공합니다, 풍력 패턴은 가변적이고, 지역 사회 규모 에너지 의존은 목표입니다. 이 문서는 설계, 혜택, 도전 및 농촌 전력 분야에서 VAWTs의 성장 역할에 대한 탐구.

수직 축선 바람 터빈의 이해

수직 축 풍력 터빈은 주요 회전자 샤프트가 수직으로, 수직으로, 수직으로 지상에 수직으로 실행되는 풍력 터빈의 종류입니다. HAWTs와는 달리, VAWTs는 요트 메커니즘없이 어떤 방향으로 바람을 캡처 할 수 있습니다. 두 가지 주요 디자인 유형은 다르리우스 터빈이며, 곡선 또는 직선 블레이드를 사용하고 리프트 힘으로 작동하며, 스보니우스 터빈을 사용하여 스프를 사용하고 힘을 의지합니다. 두 가지 주요 디자인 유형은 다르리우스 터빈입니다. 두 가지 주요 설계 유형은 모두 설치 및 유지 보수를 단순화하고 설치를 단순화하고 설치를 단순화합니다.

VAWTs는 일반적으로 동등한 수용량의 HAWTs 보다는 더 조밀합니다. 그들의 더 짧은 탑 고도 및 더 낮은 회전 속도는 더 적은 시각적으로 intrusive - 농촌과 농업 조경에 있는 중요한 고려를 만듭니다. U.S. Energy]의 부에 따르면, VAWTs는 특히 배부한 바람 신청을 위해 유망합니다, 터빈은 에너지 사용의 점에 닫힙니다.

Rural Communities의 주요 장점

낮은 설치 및 유지 보수 비용

VAWTs는 지상 수준에 대부분의 기계적인 성분을 두고 있기 때문에, 임명은 무거운 기중기 또는 전문화한 고도 노동을 요구하지 않습니다. 이것은 극적으로 지방 주민을 위한 상륙 비용을, 예산이 자주 제약되는 것을 감소시킵니다. 정비는 또한 간단합니다: 기술공은 타워를 스케일링 없이 발전기, 변속기 및 통제 시스템을 접근할 수 있습니다. 이 더 낮은 장기 가동 경비는 일상적인 검사의 가능한 국부적으로 농장 또는 마을 대원을 만듭니다.

전방향 윈드 캡처

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소형 발자국 및 공간 효율

VAWTs는 그들의 swept 지역에 관계되는 더 적은 지상 지역을 점유합니다. 그들은 작은 도형물에 denser 배열을 가능하게 하는 뜻깊은 turbulence 유도한 힘 손실 없이 함께 둘 수 있습니다. 제한된 acreage를 가진 농부를 위해, 단일 VAWT는 작물 또는 grazing를 위해 그렇지 않으면 사용될 수 있던 귀중한 땅 없이 실질적 전기를 생성할 수 있습니다. 이 공간 효율성은 HAWT 농장을 짜맞추는 sprawling에 중요한 이점입니다.

Quieter 가동

풍력 터빈의 소음은 일반적인 커뮤니티 관심사입니다. VAWTs, 특히 Savonius 유형은 낮은 회전 속도에서 작동하고 HAWTs의 블레이드 - 팁의 자성에 비해 덜 공기 역학 소음을 생성합니다. 터빈 근처 농촌 주택, 학교 또는 소규모 기업에 대한 감소 된 소음 발자국은 책임과 지역 사회 수용을 향상시킵니다.

내구성 및 신뢰성

VAWT는 높은 바람과 중력 부하에 노출 된 몇 가지 이동 부품으로 가혹한 농촌 환경에서 더 견고 할 수 있습니다. 그들의 수직 방향은 블레이드가 중력 굽힘 순간에서 피로에 덜 머리가 의미 - 대형 HAWT 블레이드에 대한 알려진 문제. 많은 VAWT 디자인은 또한 더 간단하고 신뢰할 수있는, 폭풍 동안 흉상 실패의 위험을 감소 시키는 과속 보호 메커니즘을 포함합니다.

환경 및 경제 혜택

청정 에너지 및 배출 감소

VAWTs는 풍력 발전을 위해, 풍력 발전을 위해, 농촌 지역 사회에 의존하고, 석탄 발전소에서 디젤 발전기 또는 그리드 전기에 의존하는, 작은 VAWT는 온실 가스 배출량을 크게 줄일 수 있습니다. 국 재생 에너지 연구소는 VAWTs와 같은 분산 풍력 시스템을 통해 터빈 당 몇 톤의 CO2 배출량 감소를 달성 할 수 있다고보고, 지역 풍력 자원에 따라.

에너지 독립 및 비용 절감

이 지역은 종종 전송 손실 및 낮은 인구 밀도로 인해 더 높은 전기 비용을 직면. VAWTs는 지역 사회가 자신의 힘을 생산할 수 있도록, 불변성에 의존을 감소. 터빈의 20-25 년 수명에, 전기 요금에 대한 저축은 설치 및 유지 보수 비용을 나타낼 수 있습니다, 특히 net metering 정책 또는 피드 -in 관세와 결합 될 때. 에너지 독립은 또한 원격 시골 지역에서 더 일반적 인 그리드 아웃스에 대한 탄력을 제공합니다.

현지 직업 창조

VAWTs는 설치하기가 간단하지만, 그들은 여전히 사이트 평가, 설치 및 지속적인 유지 보수를 필요로합니다. 이러한 필요는 커뮤니티 내에서 숙련되고 반 숙련 된 작업을 만듭니다. 로컬 기술자, 전기 및 엔지니어는 미래 재생 가능 프로젝트를 지원하는 인력을 구축하는 소규모 풍력 기술에 대한 전문 지식을 개발 할 수 있습니다.

도전과 생각

높은 바람에 있는 더 낮은 효율성

VAWTs는 turbulent 및 저전 모드의 바람 속도에 능가하지만, 피크 효율은 전력 계수에 의해 측정 된 - 일반적으로 높은, 꾸준한 바람 조건 하에서 큰 HAWTs의 것보다 낮습니다. 이것은 지속적으로 강한, 라비나 바람, 잘 구성된 HAWT가 설치된 용량의 단위 당 더 많은 에너지를 생산할 수 있다는 것을 의미합니다. 그러나, 7-8 m/s의 평균 풍속을 가진 대부분의 시골 사이트에 대한, VAWT는 종종 경쟁을 수행합니다.

사이트 평가 및 Siting

성공적인 VAWT 배포는 주의깊은 바람 자원 평가를 요구합니다. 커뮤니티 회원은 장기적인 무력 측정을 수행하거나 평판이 좋은 바람 지도에 의존해야 합니다. 터빈 배치는 또한 배, 사일로, 또는 조밀한 나무 선과 같은 방어력을 창조하는 장애물을 위해 계정해야 합니다. 부적절한 앉아는 성능과 경제 실망에서 발생할 수 있습니다. U.S. Energy's WindExchange 바람에 대한 지침을 제공합니다.

커뮤니티 인식 및 수용

일부 주민들은 VAWTs와 그들의 혜택의 골격으로 부패 될 수 있습니다. 아웃 리치 프로그램, 데모 프로젝트, 농업 확장 사무소와의 파트너십은 도움이 될 수 있습니다. 그것은 계획 과정에서 현실적인 에너지 생산 추정을 제시하고 지역 사회 구성원을 참여하는 것이 중요합니다. 예상 잡음, 시각 영향에 대한 투명 통신, 경제는 신뢰와 부드러운 채택을 구축합니다.

Grid 통합 및 허가

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Real-World 예제 및 사례 연구

중서부의 작은 농장

Iowa와 Minnesota의 여러 농장은 관개 펌프 및 곡물 건조기에 대한 전기를 상쇄하기 위해 5-10 kW VAWTs를 설치했습니다. 미네소타 확장 대학의 보고서는 이 터빈이 순 계량과 결합되어 연간 30 ~ 40%의 농장 전기 청구서를 감소시킵니다. 농부들은 설치와 낮은 유지 보수를 큰 HAWTs를 선택하기위한 주요 이유로 인용했습니다.

Alaska의 원격 마을

디젤 발전기가 1 차적인 전원 인 농촌 알래스카 공동체에서 VAWTs는 하이브리드 마이크로그리드의 일부로 배포되었습니다. 터빈의 내구성있는 바람과 냉 기후에서 작동 할 수있는 능력 - HAWTs 도전하는 조건 - 태양과 배터리 저장에 대한 귀중한 보완을 만들었습니다. DOE의 Wind for Alaska 이니셔티브는 VAWT를 사용하여 중요한 디젤 연료 절감 마을에 문서화했습니다.

지역 개발의 커뮤니티 센터

비영리 단체는 아프리카와 동남아시아의 독립 농촌 지역에 있는 학교, 건강 진료소 및 수도 펌프에 작은 VAWTs를 배치했습니다. 기술의 단순성은 국부적으로 기술공이 수선을 취급할 수 있다는 것을 의미합니다. 케냐에 있는 1개의 프로젝트에서는, 2.5 kW VAWT는 농촌 클리닉의 빛 및 백신 냉장고를, 오염 케로틴 발전기를 대체하는 것을 허용했습니다.

미래 전망과 기술 발전

VAWT 설계에 대한 연구는 효율성 향상을 계속하고 비용을 절감합니다. 헬리컬 블레이드 (토크 리플을 줄이기 위해), 경량 복합 재료 및 고급 제어 알고리즘과 같은 혁신은 HAWTs의 그것에 가까이 VAWT 성능 밀어. 같은 타워에 태양 전지판과 VAWT를 결합 하이브리드 시스템은 또한 신흥, 제한된 농촌 공간의 대부분을 만드는.

농촌 공동체는 점점 에너지 자율성을 추구하면서 VAWTs는 중앙 역할을 할 수 있도록 설계되었습니다. 다양한 풍력 환경에서 깨끗한, 조용한, 신뢰할 수있는 전력을 제공하는 능력은 농장, 마을 및 원격 기업을위한 실용적 선택이됩니다. 지원 정책 및 지역 사회 참여로 수직 축 풍력 터빈은 전 세계적으로 지속 가능한 농촌 개발의 상징이 될 수 있습니다.