دانلود پایان نامه
این نوع توربین ها به دو دسته کلی محور افقی و محور عمودی تقسیم میشوند.
1-6-1- توربین محور عمودی
در توربین ها یا روتورهای محور عمودی، محور دوران عمود بر سطح زمین و چرخش تیغه ها به موازات زمین است و به همین دلیل سطحی که توسط باد به حرکت در میآید پس از نیم دور چرخش مجبور است در جهت عکس جریان باد به حرکت خود ادامه دهد و این مشکل سبب پایین آمدن ضریب توان آنها می شود. به همین دلیل در این روتورها منحنی پره از اهمیت خاصی برخوردار است.
1-6-1-1- مزایای توربین های محور عمودی :
از مزایای این نوع توربین عمودی نسبت به توربین های بادی محور افقی، عدم حساسیت به جهت باد و آشفتگی آن می باشد (این نکته در مکانهایی که جهت وزش باد خیلی متغیر است، مثلًا در بالای ساختمانهای مسکونی، یک امتیاز به شمار میرد.)
عملکرد مناسب و کارا هنگام وزش بادهای مغشوش و گردابه ای از دیگر مزایای این توربین است.
توربین بادی محور عمودی می تواند در فاصله ای نزدیکتر به زمین نصب گردد و جعبه دنده و ژنراتور در نزدیکی زمین قرار می گیرند که این موضوع سبب امنیت و ارزانی بیشتر در ساخت و نگهداری و تعمیر آسانتر آن می شود و همچنین برج یا دکل نیاز به پشتیبانی آن ندارد.
از آنجا که نوک پره ها در این نوع توربین ها به محور دوران نزدیکتر است، سر و صدای کمتری نسبت به توربین محور افقی تولید می کنند و حجم واندازه کمتر آن ها، برخوردهای محیطی را نیز کاهش میدهد.
1-6-1-2- معایب توربین های محور عمودی :
مشکل اصلی این نوع توربین ها، ایجاد نیروی مخالف نسبت به بادی که به پره دیگر می وزد، می باشد پس بازدهی انفرادی کمتر آنها در مقایسه با توربینهای افقی و گشتاور تکانی (لنگر)که در طول هر دوره تناوب تولید می شود؛ کمتر است.
نصب توربین های محور عمودی روی برج ها سخت است؛ بدین معنی که آنها باید در جریان های هوایی آهسته تر با اغتشاش بیشتر و نزدیک زمین با بازده استخراج انرژی پایین تر عمل کنند.
به دلیل کم بودن سرعت دورانی پره ها، گشتاور زیاد است.
هزینه بالای طراحی و تحلیل ایرفویل پره ها از دیگر مسایل است. جبران بازده کمتر توربینهای محور عمودی از طریق چیدمان فشرده تر آنها و طراحی جدید امکانپذیر است. مسأله خستگی سازه نیز با قابلیت پیش بینی دقیقتر بارهای آیرودینامیکی تا حد زیادی قابل بر طرف شدن است.
1-6-2- توربین محور افقی
این نوع توربین ها رایج ترین توربین های بادی هستند که مورد استفاده قرار می گیرند. همه اجزای آن (پره ها، شفت، ژنراتور)در بالای برج بلندی قرار گرفته و تیغه ها رو به باد طراحی شده اند. محور شفت نسبت به زمین افقی است، باد در حال برخورد به تیغه ها باعث چرخش آن ها می شود. در انتهای محور، چرخ دنده ای وجود دارد که به ژنراتور متصل است و برق تولید شده را به شبکه قدرت می رساند. این توربین ها چند بخش کلیدی دارند که بهره وری را بالا می برد. موتور انحراف دهنده پره ها کاری می کنند که پره ها همواره رو به باد باشند. در مقابل بادهای شدید، توربین ترمزی دارد که به سیستم استراحت می دهد و از هر گونه صدمه ای جلوگیری به عمل می آورد.
توربین های محور افقی، دارای ساختمان پیچیده بوده و نصب آنها فقط در مناطق با باد دائمی و سرعت بالا ارزش اقتصادی دارد. اما توربین های محور عمودی دارای ساختمان و نصب بسیار ساده ای بوده و در سرعت ها و جهت های مختلف باد قابل استفاده می باشند. این توربین ها، بر خلاف توربین های محور افقی، دارای سرعت دورانی کم و گشتاور زیاد بوده و مستقل از جهت باد هستند. به همین دلیل از آنها بیشتر برای تولید برق جهت انتقال قدرت ازجمله هوای فشرده و سیستم های هیدرولیک استفاده می شود تا تولید مستقیم الکتریسیته.
1-6-2-1- مزایای توربین های محور افقی:
– تیغه ها به سمت مرکز گرانش توربین اند که به ثبات آن کمک می کند.
– تیغه ها برای قرار گیری در بهترین زاویه قابلیت پیچ و تاب دارند.
– با پیچ کردن تیغه ها به روتور آسیب ها در طوفان به حداقل می رسد.
– بلندی برج این امکان را می دهد تا دسترسی به بادهای شدید و قوی بیشتر شود.