Diferença entre turbinas eólicas de eixo horizontal e vertical
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O termo moinho de vento é usado para se referir à máquina eólica que tritura grãos. Mas as aplicações de máquinas modernas são mais corretamente chamadas de 'turbinas eólicas' porque podem ser usadas para uma variedade de aplicações. As turbinas eólicas são a maneira mais eficaz de converter energia eólica em energia elétrica ou mecânica. As turbinas eólicas podem ser classificadas principalmente em duas categorias, de acordo com a configuração do eixo rotativo das pás do rotor: turbina eólica de eixo horizontal (HAWT) e turbina eólica de eixo vertical (VAWT). Quando o eixo de rotação das pás é paralelo ao fluxo de vento, a turbina é chamada HAWT e, quando o eixo de rotação é perpendicular ao fluxo de vento, é chamado de VAWT. Os tipos de eixos horizontais são as turbinas eólicas comerciais mais populares e mais usadas. Vamos dar uma olhada nas diferenças técnicas entre as duas configurações.
Turbina eólica de eixo horizontal (HAWT)
HAWT, abreviação de Turbina Eólica de Eixo Horizontal, é a configuração de projeto mais usada em turbinas eólicas com rotores semelhantes aos dos rotores de aeronaves. Quando o eixo rotativo das pás é paralelo ao fluxo de vento, a turbina é chamada de turbina eólica de eixo horizontal (HAWT). O HAWT captura a energia eólica cinética com um rotor do tipo hélice e seu eixo de rotação é paralelo à direção do vento. Os HAWTs estão disponíveis em vários tamanhos, variando de algumas centenas de watts a cem quilowatts. Esses tipos de turbinas eólicas são tipicamente usados sob condições aerodinâmicas, onde um fluxo e direção constantes do vento estão disponíveis para capturar a energia eólica máxima. Os HAWTs não são eficazes onde o vento é turbulento; portanto, eles geralmente estão localizados em áreas onde há um fluxo de ar direcional constante.
Turbina eólica de eixo vertical (VAWT)
A turbina eólica de eixo vertical, ou VAWT, é provavelmente o tipo mais antigo de moinhos de vento em que o eixo do eixo de acionamento é perpendicular ao solo. É um tipo de moinho de vento em que o eixo principal do rotor gira verticalmente, em oposição à turbina eólica do eixo horizontal. As lâminas dos VAWTs giram em relação aos eixos verticais perpendiculares ao solo. Às vezes, os projetos do VAWT são categorizados livremente como projetos baseados em elevação ou arraste. Eles podem capturar o vento de qualquer direção e suas máquinas pesadas estão no nível do solo. Como a máquina é montada no solo, simplifica o projeto e a construção da torre eólica e reduz o custo da turbina. Ao contrário dos HAWTs, os VAWTs são normalmente usados em áreas com fluxo de vento turbulento, como costas, telhados, paisagens urbanas etc..
Diferença entre turbinas eólicas de eixo horizontal e vertical
Projeto
- A turbina eólica de eixo horizontal (HAWT) é a configuração de projeto mais usada em turbinas eólicas com rotores semelhantes aos dos rotores de aeronaves. Nos HAWTs, o eixo rotativo das pás é paralelo à direção do vento. A turbina eólica de eixo vertical (VAWT), por outro lado, é provavelmente o tipo mais antigo de moinhos de vento em que o eixo do eixo de acionamento é perpendicular ao solo. É um tipo de moinho de vento em que o eixo principal do rotor gira verticalmente, em oposição à turbina eólica do eixo horizontal.
Máquinas
- As turbinas eólicas de eixo horizontal têm todo o rotor, caixa de engrenagens e gerador montados na parte superior da torre, que devem ser girados para enfrentar a direção do vento. Uma vantagem significativa da turbina eólica de eixo vertical sobre o tipo de eixo horizontal é que a primeira pode aceitar vento de qualquer direção e, portanto, nenhum controle de guinada é necessário. Nos VAWTs, o gerador eólico, a caixa de engrenagens e outros componentes principais da turbina podem ser montados no solo, o que simplifica o projeto e a construção da torre eólica e, consequentemente, reduz o custo da turbina.
Condições do vento
- Os HAWTs são geralmente usados sob condições aerodinâmicas do vento, onde um fluxo constante e a direção do vento estão disponíveis para capturar a energia eólica máxima. Os HAWTs não são eficazes onde o vento é turbulento; portanto, eles geralmente estão localizados em áreas onde há um fluxo de ar direcional constante. Os VAWTs, por outro lado, são principalmente benéficos em áreas com fluxo de vento turbulento, como telhados, linhas costeiras, etc..
Turbina eólica de eixo horizontal vs. vertical: gráfico de comparação
Sumário
As turbinas eólicas de eixo horizontal e vertical têm aproximadamente a mesma eficiência ideal, mas os HAWTs são mais comuns. Os HAWTs têm todo o rotor, caixa de engrenagens e gerador na parte superior da torre e devem ser girados para enfrentar a direção do vento. Os VAWTs, por outro lado, são omnidirecionais, o que significa que o rotor pode aceitar a corrente de vento de qualquer direção. Portanto, nenhum mecanismo de guinada é necessário. Além disso, eles não exigem um ajuste constante ou agilizam o vento de velocidade. Além disso, os VAWTs têm uma velocidade de vento inicial menor que os HAWTs. Além disso, eles têm uma assinatura de ruído comparativamente menor do que os HAWTs e estruturas de torre maciças são usadas com menos frequência.
