Ветряки с вертикальной осью вращения

Актуальность внедрения альтернативных источников энергии побуждает изобретателей и конструкторов всё больше наращивать возможности в этой области. Ветровые установки, уже давно оправдавшие свою эффективность использования, разделяются на два типа: с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Отличаются они расположением вращающегося ротора, соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Горизонтальные - это всем известные вентиляторы на высоких мачтах, что же из себя представляет ветряк с вертикальной осью вращения?

Как это работает?

Ветряк с вертикальной осью вращения имеет турбину значительно больших размеров, чем с горизонтальной. Диаметр роторов промышленных ветряков может достигать 270-300 метров (проект Maglev Turbine). Ротор располагается вертикально, значительно уменьшая количество подвижных деталей, ведь ему нет необходимости "быть по ветру", потому конструкция значительно упрощается.

Отличие этого типа ветроустановок заключается в особенностях действия лопастей механизма: вращаясь вокруг опоры по принципу самостабилизации, они реагируют на силу ветра и выравнивают скорость вращения. Это схоже с принципом работы юлы, которая самостабилизируется при увеличении скорости вращения. Ветродвигатели характеризуются тихоходностью, допускается использование простых электросхем.

Более распространённым и привычным для использования считается тип с горизонтальной осью. Но стереотипное суждение о том, что вертикальные ветряки не способны составить им конкуренцию − недостаточно обосновано с технической точки зрения.

Преимущества ветряка с вертикальной осью вращения:

• Независимость генерирования энергии от силы и наклона ветра. Работа установки возможна уже при минимальной скорости воздушных потоков. В районах со шквальными ветрами - они незаменимы.
• Меньшая подверженность механическим повреждениям из-за особенностей конструкции, предусматривающей небольшое количество подвижных деталей.
• Саморегулирование ветрогенератора с вертикальной осью позволяет отказаться от покупки дополнительных комплектующих.
• Бесшумность. Благодаря этому свойству ветряк можно устанавливать вблизи от жилых комплексов. Не наносится урон окружающей среде шумовым загрязнением.
• Небольшая высота упрощает замену и уход за деталями. Установка ветроустановки с вертикальной осью целесообразна в местах, где нежелательны высокие сооружения.
• Устройство на воде таких ветряков значительно проще, чем с горизонтальной осью. Классические ветряки должны основанием упираться в дно моря или океана, в то время как вертикальные можно располагать на плавучем основании, лишь закрепив его тросами.

Наряду с заманчивыми преимуществами, у данного типа существует и ряд недостатков, связанных с особенностями его конструкции. Изучив нижеприведенные изъяны, многие покупатели отдают предпочтение горизонтальной оси, ведь её КПД зачастую превосходит вертикальную.

Недостатки ветрогенераторов с вертикальным ротором:

• Значительно меньшая эффективность (практически в два раза) по сравнению с ветряками имеющими горизонтальную ось вращения.
• Увы, меньшая эффективность совсем не означает меньшую стоимость. В этом случае существует оборотная зависимость: вертикалки существенно дороже. Разница в цене с горизонтальными ветряками может составлять 2-3 раза!
• Громоздкость. Как говорилось, огромные лопасти – главная внешняя особенность этих генераторов. Они создают неудобства как в изготовлении, так и в установке. Хотя эта проблема на сегодня решается, путем усовершенствования конструкции лопастей.
• Слабое место этого типа ветряков – опорные подшипники.

Стоимость ветряка с вертикальной осью вращения:

Заплатить за ветряки с вертикальной осью вращения придется в зависимости от их мощности. Комплект в 1000 Вт обойдётся около 3300€, 2000 Вт – 5200€, а мощность в 3000 Вт оценивается примерно в 8200€. Для производства больших объёмов энергии, установка в 10 КВт будет стоить от 30000€.

Цены на продукцию отечественных производителей намного ниже, чем на импортные товары. Стоит отметить, что качество российских марок практически не уступает иностранным и благодаря этому можно существенно сэкономить.

Пример работы вертикально-роторного ветряка (видео):