Windturbines met verticale en horizontale as: typen en werking

Un windturbine Het is een apparaat ontworpen voor zet de kinetische energie van de wind om in elektrische energie door gebruik te maken van een rotor en een generator. Deze windturbines zijn onderverdeeld in twee hoofdtypen: windturbines met verticale as en windturbines met horizontale as. Beide hebben unieke eigenschappen en worden in verschillende situaties toegepast, afhankelijk van de omgeving en installatiebehoeften.

Soorten windturbines

Er zijn twee hoofdcategorieën windturbines:

• Windturbine met verticale as (VAWT): Het slaagt erin de wind uit elke richting op te vangen en heeft een laag energieproductieniveau, wat het ideaal maakt voor plaatsen met een lage windintensiteit of stedelijke gebieden waar de regelgeving de installatie van grote constructies verbiedt.
• Windturbine met horizontale as (HAWT): Het wordt het meest gebruikt in grote windparken. De efficiëntie is groter en het wordt beter gebruikt in gebieden waar de wind groter en constanter is.

Windturbine met verticale as

Windturbines met verticale as, bekend als VAWT, zijn die waarbij de rotoras verticaal staat ten opzichte van de grond. Een van hun belangrijkste voordelen is dat ze geen oriëntatiemechanismen nodig hebben om de wind op te vangen, omdat ze onafhankelijk van de windrichting kunnen werken. Bovendien kan de elektrische generator op de grond worden geplaatst, waardoor het onderhoud eenvoudiger wordt.

Deze windturbines hebben een lagere energie-efficiëntie vergeleken met die met een horizontale as, maar ze zijn nog steeds effectief in gebieden waar de windsnelheid laag is of verandert. Bovendien hebben ze een gemotoriseerde start nodig, omdat ze in de meeste gevallen niet zelfstandig kunnen starten.

Soorten windturbines met verticale as

Binnen het VAWT zijn er verschillende subtypes:

1. Savonius-windturbine

El Savonius Het is een van de eenvoudigste en meest robuuste modellen. Het wordt gekenmerkt door twee horizontaal verplaatste halve cirkels, waar de wind doorheen gaat en een roterende beweging genereert. Hoewel de efficiëntie laag is, is het een goede optie als systemen met weinig onderhoud nodig zijn.

2. Giromill-windturbine

Dit type windturbine heeft een set verticale bladen verbonden met twee staven die de verticale as vormen. De energiecapaciteit varieert tussen 10 en 20 kW, waardoor het een efficiëntere optie is dan de Savonius voor kleine residentiële of commerciële installaties.

3. Darrieus-windturbine

El darrieus Het is een geavanceerder type waaruit bestaat twee of drie biconvexe bladen. Dankzij het ontwerp kan de windturbine de wind in een groot snelheidsbereik beter benutten. Het nadeel is echter dat er een Savonius-rotor of een ander systeem nodig is om hem op te starten.

Werking van een windturbine met verticale as

De werking van de VAWT Het is relatief eenvoudig. De bladen roteren, aangedreven door de kracht van de wind die in verschillende richtingen beweegt. Deze windturbines zijn dat wel altijd uitgelijnd met de wind, waardoor ze kunnen blijven werken, zelfs als de windsnelheid laag is.

Omdat ze compacter zijn, genereren windturbines met verticale as minder energie vergeleken met hun tegenhangers met horizontale as. Ze zijn echter efficiënt genoeg voor toepassingen zoals een huis verwarmen, lichten aanhouden of een elektrische auto opladen.

Windturbines met horizontale as

Windturbines met horizontale as zijn de meest voorkomende, vooral in het groot windmolenparken. Deze windturbines hebben betere energieprestaties vanwege hun vermogen om efficiënter energie op te wekken uit hoge windsnelheden.

De componenten van deze windturbines worden in een gondel geplaatst die zich bovenaan de toren bevindt. De rotor, die uit drie bladen bestaat, vangt de wind op en genereert een roterende beweging die via een tandwielkast wordt vermenigvuldigd om elektriciteit te produceren. Deze beweging, gegenereerd door de wind, wordt naar een generator geleid die de energie creëert die naar het elektriciteitsnet wordt getransporteerd.

Welke windturbine is efficiënter?

De windturbines met horizontale as Ze zijn meestal efficiënter. Dit komt omdat ze kunnen bereiken hogere rotatiesnelheden en beter profiteren van de wind op grotere hoogte, waar de windsnelheid constanter en sterker is. Bovendien hebben ze minder versnellingen nodig om de rotatiesnelheid te verhogen, waardoor de kinetische energie van de wind beter kan worden benut.

Innovaties in windturbines

De afgelopen jaren hebben we grote innovaties gezien op het gebied van windtechnologie. Een van de meest veelbelovende was de Vortex bladloze molens, ontwikkeld door een Spaans bedrijf. Dit type windturbine zonder bewegende delen heeft tot doel de onderhoudskosten te verlagen en de visuele impact die grote traditionele windturbines op het landschap genereren te elimineren.

Een ander ambitieus project is de Wind boom. Dit ontwerp maakt gebruik van 72 bladvormige turbines, opgesteld op een mechanische boom die bij zeer lichte wind energie opwekt. Dit type structuur zou ideaal zijn om in steden te worden geplaatst en een hernieuwbare en esthetisch aantrekkelijke energiebron te bieden.

Historisch en modern gebruik van windturbines

Het gebruik van windenergie is niets nieuws. De eerste windmolens werden gebruikt om water te pompen of graan te malen op het platteland. Het was echter in de jaren zeventig toen Casita Dinamarca heeft zich echt ingezet voor grootschalige windenergie, waardoor dit land de belangrijkste fabrikant van windtechnologie kon worden.

Tegenwoordig hebben windturbines die begonnen als kleine installaties in plattelandsgebieden plaatsgemaakt voor gigantische windparken die honderden megawatts aan schone energie opwekken voor consumptie over de hele wereld. Grote bedrijven houden van Siemens y Vestas Zij leiden de productie van deze technologieën.

De toekomst van windturbines brengt grote ontwikkelingen met zich mee op het gebied van efficiëntie en kosten. De verwachting is dat met de installatie van drijvende turbines Offshore zal offshore wind een nog belangrijkere rol gaan spelen in de transitie naar duurzame energie.

Dankzij de ontwikkeling van dit soort innovatie is windenergie niet langer een experimentele oplossing, maar is het wereldwijd een van de belangrijkste bronnen van hernieuwbare energie geworden.