ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕТРОТУРБИН

Известно четыре основных типа ветротурбин:

1) ветротурбины, использующие силу аэродинамического сопротивления;.

2) ветротурбины, использующие подъемную силу (вертикально-осевые и го - ризонтально-осевые)

3) ветротурбины, использующие эффект Магнуса;

4) вихревые ветротурбины.

Сейчас широко применяются только ветротурбины, работающие за счет подъ­емной силы, действующей на лопасти. Они бывают двух типов: горизонтально­осевые и вертикально-осевые. Более чем 90 % действующих в мире ветротурбин — горизонтально-осевые. Другие типы ветроколес в настоящее время практически нигде не используются.

13.2.1. Ветротурбины, использующие силу аэродинамического сопротивления

В ветротурбинах этого типа ветровой поток оказывает силовое воздействие по направлению своего движения на поверхность лопастей ветро­колеса таким же образом, как ветер действует на парус, заставляя плыть лод­ку. Из этого можно сделать простой вывод о том, что поверхности, на которые ветровой поток оказывает воздействие, не могут двигаться быстрее самого вет-

Первые ветротурбины в Древней Персии были машинами, использовавшими силу аэродинами­ческого сопротивления. Нарис. 13.] показана схе­ма такой ветряной мельницы. Она представляла собой конструкцию, в которой на вертикальной оси радиально размещались лопасти — большие плоские натянутые на каркас полотнища. Ветер, воздействуя на эти лопасти, приводил конструк­цию в движение. Две стены, установленные по периметру ветроколеса, направляли ветер только на половину лопастей, двигавшихся по потоку, затеняя другую половину лопастей, движущихся в обратном направлении. Одновременно стена служила своеобразным концентратором ветрово­го потока.

Ковшовая ветротурбина (рис. 13.2) также ис­пользует силу аэродинамического сопротивления. Она работает благодаря тому, что выпуклая лопасть создает меньшее аэродина­мическое сопротивление потоку, чем вогнутая. Такое устройство можно легко изготовить, разрезав пополам бочку и соединив две половинки так, как показано на рисунке. Но эффективность таких ветроколес крайне низкая.

Повысить эффективность ковшовой машины можно, если раздвинуть ковши, создав между ними небольшой зазор, как показано на рис. 13.3. Поток, затекающий внутрь вогнутого ковша, перетекает через щель внутрь выпуклого ковша, создавая там дополнительное давление с внутренней стороны, увеличивая суммарный кру­тящий момент. Такие ветроколеса называют роторами Савониуса.

Роторы Савониуса по эффективности не могут конкурировать с ветротур- бинами, работающими на подъемной силе. Но они имеют очень простую конструкцию, и их можно использовать в качестве анемометров, измеряю­щих скорость ветрового потока, а также в качестве стартеров для больших ветротурбин.