Giriş Giriş Giriş

Kentsel popülasyonlar swell ve temiz enerji talebi, şehirler giderek artan derecede merkezi olmayan yenilenebilir enerji kaynaklarını araştırıyorlar. En umut verici olan underutilized teknolojiler arasında dikey eksenli rüzgar türbinleri (VAWTs) kulelerinin aksine, VAWT'ler, inşa edilen alanlarda bulunan karmaşık rüzgar ortamlarına benzersiz bir şekilde uygun.

Dikey Axis Rüzgar Türbinlerini Anlamak

Dikey eksenli rüzgar türbinleri dikey olarak yönlendirilmiş rotor milleri tarafından tanımlanır. yatay eksenli rüzgar türbinleri (HAWTs) rüzgarla yüzleşmek zorunda kalırken, VAWTs enerjiyi mekanik ayarlama olmadan herhangi bir yöne yakalayabilir.Bu temel tasarım farkı, rüzgarın sürekli olarak yön değiştirmesi ve binalar ve altyapı tarafından kesintiye uğraması için farklı bir avantaj sağlar.

Çeşitli birincil VAWT’ler türleri vardır:

  • [FONT:0]Darrieus türbinleri[[Dönemli: 1) Fransız mucit Georges Darrieus’tan sonra bu kullanım eğrili bıçakları bir yumurta rakipine benzeyen ve yüksek rotasyon hızlara güvenebilirler, onları elektrik üretimi için verimli hale getirebilirler.
  • [FONT=0]Savonius Türbinleri[[Döneticiler veya scooplardan inşa edilenler, bu yükleri üzerinde çalışır, ancak mükemmel başlangıç torkları sunar ve düşük rüzgar koşullarında çok güvenilirdir.
  • [FONT:0]H-rotor (veya Giromill) türbinler[Dönetici: 1 ) - Darrieus tasarımının merkezi bir kuleye bağlı olarak doğrudan dikey bıçaklar kullanarak bir varyasyonu. Bu yapılandırma, üretimleri basitleştirir ve orta rüzgar hızlarında daha büyük güç çıkışı sağlar.
  • [FONT:0]Helical Türbinler[[Dönemli:0)[[Dönemli Türler[Dönler:0)Helical Türbinler[[Dönemler: 1 ) - Kanatların dikey eksen boyunca çarpık olduğu bir hibrit tasarım, tork ripple azaltılır ve operasyon pürüzsüzliğini artırırlar.

Her tür özel güçlü ve ticari-offlara sahiptir, ancak hepsi rüzgar yönünden bağımsız olarak faaliyet gösteren temel avantajı paylaşır.

Kentsel Ayarlarda VAWT'lerin Anahtar Faydaları

Şehirler için VAWT'lerin faydaları basit rüzgar yakalamanın çok ötesine uzanır. Binada veya ilçe ölçeğinde kullanıldığında, çeşitli pratik, çevresel ve sosyal avantajlar sunarlar.

Compact Design and Space Verimliliği

Kentsel emlak bir primtedir ve açık zemin alanı azdır. VAWT'ler çatıdaki, yukarıda parkın üzerinde, yapıların birbirleriyle bağlantılı bir çatıda bir araya gelmelerine izin verebilir.Bu, mevcut bina altyapısına kıyasla nispeten küçük bir zemin ayak izi işgal eder.

Omniyöner Rüzgar Yakası

Şehirlerde rüzgar nadiren bir yönden uzaklaşır. Binalar, rüzgarın ve rüzgarın hızlı değişikliklerine yol açan etkilerin aksine, örneğin, örneğin, kuru koşullardan dolayı enerji elde etmelerini sağlar.

Gürültü ve Titreşim

Gürültü kirliliği yoğun bir şekilde kalabalık bir alanda herhangi bir mekanik tesisat için büyük bir endişedir. VAWTs genellikle bina aracılığıyla düşük frekanslı titreşimlerin iletimini azaltır.Bu, VAWT'ler için daha kabul edilebilir bir konut ve karma-kullanıcı tasarımların yokluğu genellikle birçok doğrudan bir elektrik kaynağının ortadan kaldırır.

Yaban Hayatı ve İnsanlar Için Güvenlik

Rüzgar türbinleri ile kuş ve yaralanan çarpışmalar iyi bir şekilde çevresel endişedir. HAWTs, hızlı hareketleriyle, yatay olarak dönen bıçakları, insan güvenliği perspektifinden, VAWT'ler, diğer taraftan, daha yavaş bir rotasyon hızı ve daha öngörülebilir bir bıçak yolu vardır, kuşlardan kaçınmak için daha kolay hale getirir.

Estetik İntegra

Görsel etki genellikle kentsel alanlarda kabul edilen rüzgar türbinine engeldir. Büyük yatay türler göklere hükmedebilir ve endüstriyel gözlerores olarak görülebilir. VAWTs kendilerini daha yaratıcı mimari entegrasyonlarına ödünç verir. Bazı üreticiler, spiral formlar spiral kuleler, yapı parçaları gibi renkli yüklemeler veya çatıların kenarlarına entegre edilebilir. Helical ve H-rotor tasarımları, özellikle modern, minimalist görünüşleri için övgüler sunar.

Turbulent Rüzgar Koşulları için Teknik Avantajları

Şehirlerde rüzgar sadece çok yönlü değil, aynı zamanda yüksek hız ve yöne doğru hızla hızla dalgalanmalarla karşılaştırıldığında çok yönlü değildir.Bu çevre rüzgar türbini aerodinamik için eşsiz zorluklar sunar. VAWTs, özellikle Darrieus ve H-rotor türleri, HAWTs'e kıyasla daha iyi performans gösterir, büyük yüzey alanı ve yüksek sağlamlık (temizleme alanı) onları turbulent gusts'ten daha fazla enerji yakalamalarına izin verir.

Araştırma, kentsel rüzgar kaynaklarının değerlendirmelerinin genellikle VAWT’lerin potansiyelini hafife aldığını göstermiştir. çatıdaki ortalama rüzgar hızları düşük olabilir, türbülans yoğunluğu yüksek olabilir ve VAWTs özellikle bu türbülansları kullanmak için tasarlanmıştır.Yerel enerji depolama sistemleri ile birleştirildiğinde, VAWTs aydınlatma, HVAC veya EV şarj için güvenilir bir elektrik kaynağı sağlayabilir.

Ekonomik ve Çevresel Etki

Maliyet-Benefit Analizi

Bir VAWT satın alma ve yükleme maliyeti genellikle benzer bir derece derecelendirilmiş bir HAWT'den daha yüksektir. ancak, denge sistemi maliyetlerinde faktörleme - izin verme, temel çalışma ve ağ bağlantısı -VAWT yüklemeleri daha az sık bakım gerektirir ve bileşenleri daha az beton piers olmadan daha fazla kullanılabilir.

Üretimde ilerleme, özellikle de bıçaklar için hafif kompozit malzemeler ve 3D baskı kullanımı, maliyetlerin düşürülmesidir. Üretim ölçekleri yukarı, 0:0 Enerjinin seviyesi (LCOE)[DT:1), kentsel VAWT'ler için birçok şehirde güneş PV ile pariteye yaklaşması bekleniyor, özellikle de bina destekli rüzgar sistemleri ile birleştirildiğinde.

Kentsel Ortamlarda Enerji Kaynağı

Bristol'daki bir çatıdaki bir Savonius Türünün gerçek enerji verimini gerçek kentsel koşullarda ölçtü. ARUP-ted Spa'daki "Wind Energy in the built Environment" workshopu, VWTs'in yıllık elektrik talebini uygun iklimlerde buldu.Bu rakamlar, VAWT'lerin büyük ölçekli rüzgar çiftlikleri için bir yedeklenmediği veya aşılmasıyla karşılaştırılabilir, böylece VAWT'lerin yıllık elektrik talebinin% 10-20'sine katkıda bulunabileceği sonucuna varıldı.

Karbon Ayaklama Azaltımı

Bir VAWT tarafından üretilen her kilovat saat, yüksek güç için doğal gazdan gelen elektrikten uzaklaştırılır, VAWTs, enerji tasarrufu olmadan yerel olarak elektrik üretmesine yardımcı olabilir.Bir kez operasyonel olarak, VWT'ler genel olarak ızgara verimliliğini arttırırlar.

Meydanlar ve düşünceler

Kurulum ve Upfront Costs

Fiyatlara rağmen, bir VAWT sistemi için ilk yatırım, güneşten daha karmaşıktır, çünkü planlayıcılar gürültüyü, yapısal yüklemeyi ve gölgeyi temizlemeyi gerektirir.

Bakım ve Durability

VAWT'ler genellikle HAWT'den daha kolay olsa da, bileşenler zemin veya çatı seviyesindedir, başarısız olmak için bağışıklık değildir. dikey olarak yönlendirilen rotor deneyimine sahip olan yükler, yatay bir türdekilerden daha farklı yükler sunar ve bazı tasarımların bozulmasına eğilimlidir. Debris, kuşlar ve buzlar hala zarar verebilir.

Site Değerlendirme ve Topluluk Katılımı

Şehirlerdeki VAWT'lerin başarılı dağıtımları dikkatli site analizi gerektirir. Çatıdaki uyanma etkileri gibi faktörler, komşu bina yükseklikleri ve yerel rüzgar kalıpları modellenmelidir. C ⁇ sıvı dinamikleri (CFD) simülasyonları, onaylanmış VAWT modelleriyle birlikte giderek daha fazla kullanılır.

Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Örnekleri

Dünyadaki birkaç şehir zaten VAWT'leri kucakladı, daha geniş bir kabul için değerli dersler sundu.

  • [FONT:0]Berlin, Almanya[DÜT:1] - Bir Darrieus-tip VAWTs kümesi Mitte bölgesinde bir ticari bina çatı üzerinde kurulu olan ve binanın ortak alanının yaklaşık% 15'i inşaatın ortak alanı elektrik.
  • [FONT:0] New York City, ABD - Brooklyn Navy Yard'daki “Wind Tower” projesi, halka açık bir heykele entegre edilmiş bir helical VAWT projesini kullanıyor ve ziyaretçilerin eğitim aracı olarak hizmet ediyor.
  • [FONT=0)Tokyo, Japonya[Dönetici: 1) - Yoğun olarak paketlenmiş Shinjuku ward, Savonius türbinleri yüksek binalarda güneş panelleri ekleyecek şekilde kuruldu. Türler sessiz bir şekilde çalışır ve bina sıfır emisyon hedefine katkıyı takdir eden kişiler tarafından iyi kabul edilir.
  • [FONT=0]London, İngiltere - Kral Cross geliştirme güçlerinin bir çatı dizisi, bina cephesine entegre edildi, estetik fizibilite gösterdi.

Bu örnekler VAWT'lerin farklı iklimler, bina türleri ve düzenleyici ortamlar arasında başarıyla konuşabileceğini göstermektedir.

Gelecek on yıl, VAWT teknolojisindeki önemli ilerlemeleri görecek, malzemeler bilim, kontrol sistemleri tarafından yönlendirilecek ve optimizasyon tasarlanacaktır. Araştırmacılar, kentsel rüzgar kalıplarının kullanımını araştırıyor ve maksimum verim için dönüşüm işlemi yapıyorlar.).

Başka bir umut verici trend, ekleyen rüzgar türbinlerinin (Dönetici) şeklini kullanarak binanın mimarisinin bir parçası haline gelir. Örneğin, bazı yeni gökler için tasarımlar VAWT'ler kendi kenarlarına dahil eder ve bu yenilikler başarılı olursa, VAWT'lerin kentsel manzaradaki çatı yüzeyi olarak ortak olabilir.

VAWT'lerin teknik performansı hakkında daha fazla okuma için, ESFLT:0)U.S. Enerji rüzgar kaynağı ), teknoloji ve potansiyeline genel bir bakış açısı sağlar. Şehir rüzgar enerjisi dağıtımı üzerinde kapsamlı bir çalışma, değerlendirme için vaka çalışmaları ve araçları sunar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Dikey eksenli rüzgar türbinleri şehir enerji zorlukları için bir panacea değil, ancak onlar güneş panelleri ve diğer dağıtılmış yenilenebilirler için son derece tamamlayıcı bir teknolojidir.Sampajıcı, çok yönlü rüzgarlar ile minimum gürültü ve kompakt bir ayak izi, onları gerçekten de şehirler için eşsiz bir şekilde değerli hale getirir, VAWT'ler her sokak ve sürdürülebilirlik uzmanları için giderek daha uygun bir seçenek haline gelecektir. VAWT'leri şehirlerimizin kumaşına entegre ederek, gerçekten de dayanıklı ve düşük karbonlu bir enerji sistemine daha yakın bir şekilde taşıyabiliriz.