Типы ветрогенераторов

Классификация установок с приводом от ветра

Классификация типов ветрогенераторов начинается с положения их оси:

1. Установки с горизонтальной осью или горизонтальные. Высокая скорость вращения обеспечивает достаточно высокий к.п.д. Большинство энергетических генераторов строят по этой схеме.

   Бывают несколько разновидностей. Все используют лопасти с поперечным профилем, аналогичным профилю крыла.

   • Однолопастные – вместо второй лопасти установлен небольшой обтекаемый противовес. Могут развивать высокую скорость и за счет этого уменьшить вес и габариты установки.
   • Двухлопастные – от предыдущих почти не отличаются.
   • Трехлопастные – подавляющее большинство промышленных мощных установок. Мощность может достигать 5 – 8 МВт.
   • Многолопастные – до 50 лопастей. Тихоходные, с большой силой вращения. В ХХ веке использовались для водяных насосов.

   Установки требуют флюгерный механизм. На сильном ветре нужно торможение или флюгирование лопасти, т. е. ее поворота для уменьшения скорости.

2. С вертикальной осью, т. е. вертикальные ветрогенераторы.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения

Вращение начинается при малейшем движении ветра. Его направление не имеет значения.

Наиболее известные конструкции ветрогенераторов с вертикальной осью вращения:

1. С роторами Савониуса. Роторы по горизонтали имеют S-образную форму. Характеризуются небольшой скоростью и большим моментом. Бывают двух- и многолопастные конструкции.Разновидностью является щелевой ротор Савониуса, в котором между лопастями в зоне оси механизма имеется щелевой зазор, который увеличивает эффективность вращения.
2. С ротором Дарье. Несколько узких лопастей полукруглой или треугольной формы с профилем крыла. Малый момент в начале движения компенсируется большой скоростью. Удельная мощность по отношению к массе достаточно велика.
3. С ротором на эффекте Магнуса. Подъемная сила возникает при вращении цилиндра. Разновидностями являются роторы Флетшера и Мадараса. При обтекании цилиндра потоком воздуха и его вращении возникает сила, перпендикулярная направлению потока.
4. Ортогональные ветродвигатели или малые ветрогенераторы. Несколько лопастей параллельных оси установки, размещенных на небольшом расстоянии от оси. Эффективность снижается движением лопастей против ветра на нерабочей части. Число лопаток – от трех до десятка.
5. Многолопастные роторные ветрогенераторы с направляющим аппаратом. Снаружи установлено несколько неподвижных поворачивающихся плоскостей, направляющих поток воздуха на вращающиеся лопасти. Поток воздуха подается под самым оптимальным углом, повышая энергоэффективность устройства.