Вертикальные против горизонтальных ветрогенераторов
Было как-то много в последнее время ежедневной рутины и всё не получалось написать этот пост, хотя идея о нём была у меня уже давно. Что-то закрутился я совсем, а идея словно витала в воздухе: моя заметка о разнице между ветрогенераторами с вертикальной осью вращения и ветрогенераторами с горизонтальной осью вращения.
Как-то я заметил на некоторых сайтах в Интернете статьи о том, какие чудесные-расчудесные ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, какие у них великолепные характеристики и то, на сколько они лучше, чем классические «горизонталки». Мне стало интересно и я провёл небольшое расследование. По тексту статей я понял, что это одна и та же статья, которая была бездумно перепечатана всеми из одного и того же источника. А вот и сами статьи — источник #1, источник #2, источник #3, источник #4, источник #5, источник #6, источник #7 и десятки других сайтов.
Выходит так, что один сайт опубликовал эту информацию, а другие перепечатали её, даже не вникая в подробности и не изучив её основательно. Что за дела?
А тут ещё за последние 6-8 месяцев количество писем и телефонных звонков от наших клиентов с подобными вопросами увеличилось в несколько раз. За это же время мне удалось побывать на нескольких объектах с установленными вертикальными ветрогенераторами разных производителей и увидеть их работу вживую, сравнить показатели и характеристики. Кстати, наша компания ООО «Украинская Альтернативная Энергетика» также устанавливает вертикальные ветрогенераторы, как и горизонтальные. Ну и сейчас я спешу поделиться с вами моими наблюдениями, результатами исследований и другой полезной информацией. Итак...
КПД ветрогенераторов
Общий коэффициент полезного действия вертикальных (20-30%) и горизонтальных (25-35%) ветрогенераторов приблизительно одинаков. Не смотря на то, что у ветряков с горизонтальной осью вращения КПД выше и скорость страгивания ниже, они практически компенсируются коэффициентом использования энергии ветра (КИЭВ), который немногим выше у вертикальных ветряков.
Как достигается больший КИЭВ у вертикалок? Вертикальные ветряки всегда находятся «по ветру» и им не нужно поворачиваться при изменении направления ветра. А вот горизонталки должны развернуться. В момент разворота горизонталок производительность падает, так как сила потока ветра затухает.
Некоторые компании используют для производства вертикальных ветряков постоянные (неодиимовые) магниты вместо подшипников. Это позволяет увеличить производительность системы до 15%. То есть общая производительность таких ветровых генераторов вырастает всего на 3-5% от общего суммарного КПД. Но в отличие от ветровых генераторов с подшипниками цена вертикальных ветрогенераторов с постоянными магнитами (т.н. левитационные ветрогенераторы) возрастает.
Срок службы
Срок службы у обоих типов ветряков практически одинаков. При правильном уходе и обслуживании он составляет 15-25 лет бесперебойной работы. Различаются только основные узлы, требующие большего внимания и периодической замены, на которые приходятся самые большие нагрузки.
В горизонтально-осевых ветрогенераторах основные нагрузки идут на опорно-подшипниковый узел и ступицу. А в вертикально-осевых ветрогенераторах ими также являются опорные подшипники, но в гораздо большей степени, чем у горизонталок, и лопасти.
Цена ветрогенераторов
Что касается цены, то стоимость вертикальных ветряков на сегодняшний день гораздо превышает стоимость горизонтальных. Зачастую это превышение может быть 1:2 или даже 1:3. Почему производители вертикалок устанавливают такую неоправданно высокую цену на свою продукцию достоверно не известно.
Возможно, это связанно с высокой стоимостью опорно-подшипникового узла, возможно из-за конструкции лопастей. Для меня это загадка, но факт остаётся фактом.
Вывод
Какого-то большого различия в особенности работы или производительности обоих видов ветрогенераторов вы не найдёте. И вертикальные, и горизонтальные ветрогенераторы работают практически одинаково.
Могу порекомендовать использовать вертикальные ветрогенераторы в местах с высокой турбулентностью и постоянно меняющейся скоростью ветра (в таких местах я вообще не рекомендую ставить ветряки, но если вам очень нужно, то ставьте), хотя их высокая цена сводит к минимуму рациональность их применения в подобных местах. А горизонтальные ветряки используйте во всех остальных случаях.
Какие ещё есть недостатки, преимущества или особенности того или иного типа ветровых генераторов?
Уважаемый Аркадий Семенович,
Прочитал вашу статью о вертикальных ветряках . Удивила цена — например за 1киловатный ветряк они просят 9000 долларов «с хвостиком». У китайцев за такую цену можно купить 5 киловатный вертикальный ветряк с мачтой, контролером и инвертором (правда не сетевым). Вряд ли получится хороший бизнес при таких ценах.
Аркадий Семёнович отвечает:
сентября 13, 2010 в 8:51
В том-то и дело! Кроме того, что цена высокая, так я за последние два года до сих пор не видел ни одного объекта с вертикальными ветрогенераторами в нашей стране, который бы работал.
Им всем мало ветра для страгивания.
Здравствуйте Аркадий Семенович!!! Вы молодец что занимаетесь этим делом, я живу в Казахстане! наверника слышали об этой РЕСПУБЛИКЕ. Я зашел и зарегистрировался на вашем сайте, и пишу научную работу про ветрянные мельницы, помогите чем сможете заранее спасибо!
Конечно, чем смогу, тем помогу.
Пишите мне и я отвечу.
Всем привет. Раньше темой ветряков я не загружался, но зимуя на даче по пять дней в неделю решил перед третьей зимой попробовать ))) Так что попробую изложить свою мысль пока как проходящий мимо дилетант. Понятное дело, что вертикальный ветряк меня изначально заинтересовал отсутствием поворотной составляющей (подшипники и все такое), но углубляясь в тему я начал понимать, почему эти конструкции не нашли такого повально широкого применения, как скажем горизонтальные ветряки. Классика есть классика ))) Горизонталки были во все века. Оставим пока разницу в цене, некоторый пиар на новизну вертикалок, и все такое. С технарской точки зрения можно рассмотреть параметр скорости страгивания. Думаю, что разница здесь гораздо более весомая, чем заявляют производители, и что вертикалки здесь проигрывают гораздо сильнее, со всеми вытекающими последствиями. Думаю, что здесь все кроется в моменте инерции тела вокруг произвольной оси вращения. Если вдуматься, то получается модель маховика. Особо загружать не буду. Но у горизонтальных ветряков момент инерции рапределен по всему радиусу от оси до внешней кромки лопасти, тогда как у вертикалок масса лопасти (а стало быть и момент) локализована на окружности. Дальше думайте сами. Кстати, ситуация вряд ли исправима для вертикалок, поскольку если перераспределить массу, то увеличится холостое сопротивление ветру. А в горизонтальных системах наоборот, можно уменьшить момент инерции, расширив лопасть ближе к оси, что собственно и видно на классических моделях (кромка всегда уже, чем основание лопасти). Могу заблуждаться, поскольку настрогал эту идею на скорую руку.
Добавить комментарий
Вы должны войти для того, чтобы добавить комментарий.