수직 대. 수평축 풍력 터빈: 어느 것이 귀하의 사이트에 더 적합합니까?

잘못된 터빈은 자주 회전하면서도 실망스러운 전력을 생산할 수 있습니다. 현장 조건은 수직 또는 수평 풍력 터빈의 성능이 더 나은지 여부를 결정합니다. 풍향, 타워 높이, 난기류, 유지 보수 접근 및 에너지 수요 모두가 답을 바꿉니다. 이 가이드에서는 실제 부지 선택 기준을 사용하여 HAWT와 VAWT 설계를 비교합니다. 생산량을 추정하고, 숨겨진 비용을 식별하고, 자신 있게 선택하는 방법을 배우게 됩니다.

수평 및 수직 축 풍력 터빈의 작동 방식

두 디자인 모두 움직이는 공기를 로터 운동으로 변환한 다음 전기로 변환합니다. 그러나 샤프트는 서로 다른 방향을 향하고 있습니다. 이러한 차이로 인해 방향, 타워 설계, 구성 요소 접근 및 적합한 바람 조건이 변경됩니다. 그만큼 풍력 터빈의 작동 원리 와 기본적인 공기 역학적 작동.

수평축 풍력 터빈은 로터 샤프트를 지면과 평행하게 배치합니다. 대부분의 모델은 세 개의 프로펠러 스타일 블레이드를 사용합니다. 테일 베인 또는 활성 요 시스템은 로터를 바람 방향으로 바꿉니다. 전체 청소 영역에 걸친 깨끗한 공기 흐름은 일반적으로 강력한 효율성을 지원합니다.

수직축 풍력 터빈은 샤프트를 지면에 수직으로 배치합니다. 로터는 모든 수평 방향의 바람을 받아들입니다. 따라서 요 시스템이 필요하지 않습니다. Savonius 로터는 항력을 사용하고 Darrieus 및 H 로터는 주로 양력을 사용합니다.

이 메커니즘은 외관을 넘어서는 실용적인 절충안을 만듭니다. 패시브 요 시스템은 단순하게 유지되는 반면, 액티브 요 시스템은 센서와 모터를 추가합니다. 일부 리프트 기반 VAWT에는 시동 지원도 필요합니다. 하이브리드 로터 설계는 시동 토크를 향상시킬 수 있지만 부품을 추가하면 항력이 증가할 수 있습니다.

디자인 라벨만으로는 실제 생산을 예측할 수 없습니다. 로터 면적, 발전기 효율, 제어 장치, 타워 높이 및 전력 곡선도 중요합니다. 두 개의 동일한 등급의 풍력 터빈이라도 매우 다른 연간 에너지를 제공할 수 있습니다.

GWZK는 HAWT를 개발하고 수직축 풍력 터빈 - 분산 에너지 응용 분야를 위한 혁신적인 설계. VAWT 범위에는 500W, 1kW 및 5kW 모델이 포함됩니다. 제품 페이지에는 H자형 로터, 영구 자석 발전기, 제동 시스템 및 다방향 바람 포착 장치가 설명되어 있습니다. 이러한 사양은 구매자가 로터 모양만이 아닌 전체 시스템을 비교하는 데 도움이 됩니다.

실제 바람의 HAWT 대 VAWT 성능

풍력 터빈 효율성도 중요하지만 이용 가능한 풍력이 더 중요합니다. 풍력은 대략 풍속의 세제곱만큼 증가합니다. 적당한 속도 증가는 큰 에너지 이득을 생성할 수 있습니다. 높은 타워는 짧은 설치보다 더 빠르고 원활한 공기 흐름에 도달하는 경우가 많습니다.

HAWT는 일반적으로 꾸준한 우세한 바람이 있는 개방형 지형에서 이어집니다. 블레이드는 회전하는 동안 유리한 공기 역학적 각도를 유지합니다. 더 넓은 스윕 영역과 성숙한 제어 기능은 또한 더 높은 연간 생산량을 지원합니다. 이 조합은 유틸리티 규모의 프로젝트와 많은 농촌 설치에서의 우위를 설명합니다.

VAWT는 모든 방향의 바람을 수용하므로 정렬 지연을 방지합니다. 이 기능은 방향이 자주 바뀌는 경우에 도움이 됩니다. 그러나 방향을 바꾸면 건물, 나무 또는 고르지 못한 지형 근처에 난기류가 발생한다는 신호가 되는 경우가 많습니다. 난류는 두 설계 모두에서 생산량을 줄이고 구조적 하중을 증가시킬 수 있습니다.

그만큼 Small Wind Guidebook에서는 난기류로 인해 연간 에너지가 15~25% 감소할 수 있다고 보고합니다. 따라서 '난류 속에서 작동'한다고 해서 난류가 성능을 향상한다는 의미는 아닙니다. 전방향 로터는 방향 변경을 편리하게 처리할 수 있지만 여전히 유용한 풍력 에너지가 필요합니다.

컷인 풍속은 또 다른 일반적인 오해를 만듭니다. 이는 생성이 시작되는 속도만을 표시합니다. 컷인 속도에 가까운 출력은 매우 작게 유지될 수 있습니다. 정격 풍속은 제어된 테스트 조건을 가정하여 명판 전력을 사용할 수 있게 되는 시점을 보여줍니다.

연간 에너지 생산량은 더 나은 비교를 제공합니다. 예상되는 풍속 분포에 대한 전력 곡선을 공급업체에 문의하십시오. 그런 다음 타워 높이, 공기 밀도, 난기류, 전기 손실, 가동 중지 시간, 배터리 또는 인버터 효율성을 조정합니다. 이 프로세스를 통해 브로셔 등급이 실제 킬로와트시로 전환됩니다.

가능할 때마다 동일한 스윕 영역을 비교하십시오. 더 큰 로터는 더 효율적인 것으로 추정되는 작은 로터보다 성능이 뛰어날 수 있습니다. 또한 자체 시동 동작, 제동 논리, 생존 풍속 및 발전기 매칭을 검사합니다. 귀하의 현장에 가장 적합한 풍력 터빈은 가장 인상적인 단일 등급이 아닌 신뢰할 수 있는 연간 에너지를 제공합니다.

각 전력 곡선이 어떻게 측정되었는지 검토합니다. 테스트 높이, 공기 밀도, 난류 및 전기적 경계를 명시해야 합니다. 독립적인 인증을 통해 비교의 신뢰성이 높아집니다. 비교 가능한 테스트 조건이 없으면 작은 효율성 차이는 의미가 없을 수 있습니다.

설치, 소음, 유지 관리 및 수명 비용

설치는 로터 아래에서 시작됩니다. 기초는 터빈 무게, 전복력, 진동 및 극심한 돌풍을 견뎌야 합니다. 또한 타워에는 적절한 후퇴, 접지, 낙뢰 보호 및 서비스 접근이 필요합니다. 지역 높이 제한으로 인해 매력적인 HAWT 옵션이 제거될 수 있습니다.

HAWT는 일반적으로 로터와 발전기를 주변 장애물 위에 배치합니다. 이러한 배열은 더 깨끗한 공기 흐름에 접근하여 생산성을 향상시킵니다. 그러나 높은 구성 요소에는 등반 시스템, 하강 메커니즘 또는 리프팅 장비가 필요할 수 있습니다. 케이블 길이와 타워 엔지니어링도 설치 비용에 영향을 미칩니다.

일부 VAWT는 주요 구성 요소를 지면에 더 가깝게 유지합니다. 기술자가 더 쉽게 연락할 수 있어 특정 서비스 작업이 줄어들 수 있습니다. 그러나 접근성은 모델과 장착 방법에 따라 다릅니다. 베어링, 브레이크, 패스너, 컨트롤러 및 인버터에는 여전히 정기 검사가 필요합니다.

소음은 명시된 거리에서 검증된 데이터를 사용하여 평가해야 합니다. 로터 속도, 블레이드 모양, 타워 진동, 베어링 및 배경 소리가 결과에 영향을 미칩니다. VAWT는 자동으로 침묵하지 않습니다. 마찬가지로 적절하게 선택된 HAWT는 자동으로 중단되지 않습니다.

옥상 풍력 터빈 설치에는 특별한 주의가 필요합니다. 지붕 가장자리는 가속되지만 매우 방해받는 공기 흐름을 생성합니다. 터빈은 또한 건물 구조에 진동을 전달합니다. 구조 엔지니어는 설치 전에 하중, 공진, 방수, 접근 및 음향 격리를 검토해야 합니다.

수명 비용에는 터빈 가격보다 더 많은 비용이 포함됩니다. 기초, 타워, 컨트롤러, 인버터, 배터리, 배선, 허가, 운송, 설치, 검사, 부품 및 최종 제거를 추가합니다. 그런 다음 총 소유 비용을 명판 용량이 아닌 예상 수명 에너지로 나눕니다.

GWZK는 수평축 풍력 터빈 - 고성능 . 300W~30kW의 해당 웹사이트에서는 공장 테스트, CE 인증, 통합 컨트롤러 또는 인버터 옵션에 대해 설명합니다. 구매자는 주문하기 전에 모델별 인증서, 보증, 전력 곡선 및 현지 서비스 계약을 확인해야 합니다.

환경 노출로 인해 전반적인 유지 관리 계획이 변경될 수 있습니다. 해안 염분, 사막 먼지, 얼음, 열 및 습기는 다양한 구성 요소를 공격합니다. 코팅 시스템, 보호 등급, 윤활 간격 및 온도 제한을 확인하십시오. 원격 모니터링을 통해 실패로 인해 비용이 많이 들기 전에 출력 감소를 확인할 수 있습니다.

각 현장 유형에 적합한 풍력 터빈은 무엇입니까?

개방형 농장과 농촌 부동산은 종종 HAWT를 선호합니다. 이러한 사이트는 더 높은 타워, 더 큰 후퇴 및 맑은 우세한 바람을 지원할 수 있습니다. 더 나은 허브 높이 공기 흐름은 더 높은 타워 및 유지 관리 비용보다 클 수 있습니다. 농장에는 가이 와이어나 틸트다운 타워를 위한 공간도 제공됩니다.

도시 및 교외 현장에서는 더욱 신중한 판단이 필요합니다. 소형 VAWT는 요 장비를 피하고 변화하는 바람 방향에 적합할 수 있습니다. 그러나 건물은 심각한 난류, 진동 및 바람 그림자를 생성할 수 있습니다. 독립형 마스트는 종종 테스트되지 않은 옥상 위치보다 더 나은 성능을 발휘합니다.

원격 주택, 통신국 및 모니터링 사이트에는 먼저 신뢰성이 필요합니다. 두 가지 설계 모두 독립형 풍력 터빈 시스템에 사용될 수 있습니다. 승리 옵션은 지역 풍력 분포, 유지 보수 접근, 저장 용량 및 중요 부하에 따라 달라집니다. 풍력-태양광 하이브리드 시스템은 계절별 적용 범위를 개선하고 발전기 가동 시간을 줄일 수 있습니다.

해안 지역에서는 바람이 강할 수 있지만 노출이 더 심할 수 있습니다. 염수 분무, 돌풍, 폭풍 및 번개로 인해 엔지니어링 요구 사항이 증가합니다. 부식 방지, 생존 풍속, 제동 전략, 인클로저 등급 및 패스너 재료를 확인하십시오. 평균 풍속만을 사용하여 장비를 선택하지 마십시오.

상업 및 산업 현장에서는 일반적으로 예측 가능한 출력 및 서비스 계획을 우선시합니다. 개방형 산업 단지는 중간 규모의 HAWT에 적합할 수 있습니다. 제한된 시설에서는 상세한 흐름 모델링 후에 VAWT를 고려할 수 있습니다. 두 경우 모두 전기 통합 및 안전한 유지 관리 경로를 조기에 검토해야 합니다.

이는 구매 결정이 아닌 심사 규칙입니다. 열악한 HAWT 사이트는 명판 용량으로는 구제될 수 없습니다. VAWT는 약하고 혼란스러운 공기 흐름에서 에너지를 생성할 수 없습니다. 측정된 조건은 최종 선택을 뒷받침해야 합니다.

풍력 터빈 부지 평가 및 최종 선정

하드웨어를 선택하기 전에 바람을 측정하세요

제안된 허브 높이 근처의 풍속, 방향 및 난기류로 시작합니다. 공개 지도는 유용한 검색 기능을 제공하지만 근처 장애물을 놓치게 됩니다. 현장 측정은 의미 있는 투자에 대한 더 나은 확신을 제공합니다. 1년은 중요한 계절 변화를 포착합니다.

풍배도를 만들고 극심한 돌풍을 기록하세요. 나무, 지붕, 능선, 탑 및 계획된 건축을 기록해 두십시오. 계획 기준으로서 로터는 근처의 장애물을 실질적으로 제거해야 합니다. 높이가 높을수록 출력이 향상되는 경우가 많지만 구조 및 허가 비용도 증가합니다.

정격 전력이 아닌 연간 순에너지 비교

각 모델에 대해 인증되거나 독립적으로 측정된 전력 곡선을 요청하세요. 지역 풍속 분포를 적용하여 연간 에너지 생산량을 추정합니다. 난기류, 배선, 인버터, 배터리, 결빙, 축소 및 가용성 손실을 공제합니다. 결과를 월별 로드 패턴과 비교하세요.

다음으로, 몇 년에 걸쳐 재정적 가정을 테스트합니다. 전기 가치, 연료 절감, 인센티브, 교체 부품 및 금융 지원이 포함됩니다. 투자 회수 기간이 장비의 서비스 수명에 근접한 프로젝트를 거부하십시오. 보수적인 예측은 투자를 보호합니다.

전체 설치 확인

구역 설정, 차질, 항공 규칙, 환경 제한 및 그리드 요구 사항을 검토합니다. 기초 도면, 타워 인증, 접지, 제동 및 비상 정지 절차를 확인합니다. 옥상의 경우 구조 및 음향 엔지니어링 승인을 받으십시오. 해안 지역의 경우 부식 및 극한 바람에 대한 증거가 필요합니다.

마지막으로 보증 범위와 서비스 대응을 비교해 보세요. 교체용 블레이드, 베어링, 컨트롤러 및 인버터를 공급하는 업체에 문의하세요. 모니터링 액세스 및 예방 유지 관리 간격을 확인하세요. 신뢰할 수 있는 지원 계획은 작은 효율성 차이보다 더 중요할 수 있습니다.

GWZK는 축 유형, 컨트롤러, 인버터, 스토리지 및 풍력-태양광 구성을 모두 제공합니다. 제안을 요청하기 전에 허브 높이 풍력 데이터, 에너지 수요, 현장 도면 및 그리드 요구 사항을 공유하세요. 이 정보를 통해 엔지니어는 시스템 크기를 조정하고 하나의 터빈이 더 적합한 이유를 설명할 수 있습니다.

서면 에너지 모델 및 설치 범위를 요청하십시오. 여기에는 가정, 제외, 손실 및 예상 연간 생산량이 나열되어야 합니다. 공급자 예측과 함께 보수적인 사례를 유지하십시오. 이 비교를 통해 낙관적인 풍력 또는 가동 시간 추정에 의존하는 프로젝트가 드러납니다.

결론

어느 터빈 축도 모든 위치에서 성공하지 못합니다. HAWT는 일반적으로 깨끗한 바람, 더 높은 타워 및 더 큰 에너지 목표에 적합합니다. VAWT는 제한된 장소와 자주 바뀌는 바람의 방향에 적합합니다. 바람을 측정하고, 연간 순 에너지를 비교하고, 전체 시스템의 가격을 책정합니다. 가장 광범위한 약속을 하는 디자인이 아닌 귀하의 사이트에 대해 입증된 디자인을 선택하십시오.

수직 및 수평 축 풍력 터빈에 대한 FAQ

Q: 어떤 유형이 더 효율적인가요?

A: HAWT는 일반적으로 깨끗하고 꾸준한 바람을 불러옵니다. 현장 조건이 연간 에너지를 결정합니다.

Q: VAWT는 난류에 적합합니까?

A: 방향 변경을 허용하지만 난기류는 여전히 출력을 감소시키고 피로를 증가시킵니다.

Q: 터빈이 지붕 위에 올라갈 수 있나요?

A: 아마도 구조, 진동, 난기류 및 음향 검토를 거친 후일 것입니다.

Q: 어떤 풍속이 필요합니까?

A: 약 4.5m/s가 유용한 화면입니다. 검정력 곡선이 타당성을 결정합니다.

Q: 어느 것이 유지 비용이 더 저렴합니까?

A: 일부 VAWT는 액세스를 향상시킵니다. 모델 설계, 타워 높이 및 서비스 지원이 비용을 결정합니다.