Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Преимущества, недостатки и условия эксплуатации

Борьба за экологию, массовое строительство загородных домов, дач, развитие фермерских хозяйств и удорожание тарифов на использование электроэнергии, без которой человек не представляет себе комфортное, удобное существование, заставило вспомнить об альтернативных источниках получения электричества. Так, в начале прошлого века в Дании, стране маленькой и поэтому не нуждающейся в масштабных сооружениях для решения подобных задач, построили первый ветрогенератор, использующий ветер как преобразователь кинетической энергии в механическую.

Такую его способность люди использовали давно. Вспомните мельницы, которые в наше время мы можем увидеть только в кино, а раньше их было большое количество по всей стране. Альтернативная энергия стала в последнее время самой актуальной темой, ее обсуждают, о ней дискутируют как специалисты, так и простые обыватели. Она заставила вспомнить «хорошо забытое старое».

Существует два вида конструкций с использованием силы ветра:

- карусельныеили ветрогенераторы с вертикальной осью вращения-

- крыльчатые, с горизонтальной осью вращения.

В чем их отличия, преимущества и недостатки, оптимальные условия эксплуатации?

Мощность любого ветрогенератора зависит только от диапазона его винта и силы ветра. Оба устройства используют подъемную силу ветра или силу сопротивления, только расположение конструкции по отношению к его движению – вертикальное или перпендикулярное соответственно.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не требуют расположения непосредственно по движению потока воздуха. Они быстрее набирают обороты при усилении ветра, чем крыльчатые конструкции, сами реагируют на смену направления и надолго сохраняют скорость вращения. Расположение ветрогенераторов, имеющих горизонтальную ось вращения, должно быть привязано к движению ветра, а при его изменении установка должна развернуться, что ведет к потере определенной мощности.

В обоих генераторах наибольшую нагрузку несут основные узлы - ступица и опорно-подшипниковый механизм. Но ветрогенераторы с вертикальной осью вращения требуют более частой замены этих деталей.

При выборе устройства следует учесть тихоходность карусельного вида, поэтому для повышения коэффициента полезного действия и усиления вращающегося момента некоторые производители используют вместо подшипников мультипликаторы. Это повышает мощность, но ветрогенераторы с вертикальной осью вращения в результате становятся дороже, чем их крыльчатые аналоги. И возникает вопрос о целесообразности их использования.

Сроки службы конструкций примерно одинаковые – 15-25 лет. При этом надо соблюдать периодичность и своевременность замены комплектующих деталей и осуществлять правильный уход.

Видео: Обзор сборки велосипеда на планетарной втулке Shimano Nexus 7 с удлинненой вилкой

Эффективность ветрогенераторов почти не отличается в разных конструкциях. Коэффициент полезного действия карусельных установок составляет – 20-30 процентов, а в горизонтальных – 25-35 соответственно.

В ценовом образовании политика производителей не всегда соответствует реальности и здравому смыслу. Цены на крыльчатые конструкции намного дешевле, чем на их вертикальные аналоги. Иногда эта разница может составлять половину стоимости, а то и больше. Это можно объяснить ценой основных узлов, степенью изнашиваемости и применению для усиления мощностей дополнительных установок в виде постоянных магнитов.