Diferencia entre la turbina eólica del eje horizontal y vertical

El término molino de viento se utiliza para referirse a la máquina con viento que muele el grano. Pero las aplicaciones de la máquina moderna se llaman más correctamente 'turbinas eólicas' porque se pueden usar para una variedad de aplicaciones. Las turbinas eólicas son la forma más efectiva de convertir la energía eólica en energía eléctrica o mecánica. Las turbinas eólicas se pueden clasificar principalmente en dos categorías, de acuerdo con la configuración del eje giratorio de las cuchillas del rotor: turbina eólica del eje horizontal (Hawt) y turbina de viento del eje vertical (VAWT). Cuando el eje giratorio de las cuchillas es paralelo a la corriente del viento, la turbina se llama Hawt, y cuando el eje giratorio es perpendicular a la corriente del viento, se llama VAWT. Los tipos de eje horizontal son las turbinas eólicas comerciales más populares y comúnmente utilizadas. Echemos un vistazo a las diferencias técnicas entre las dos configuraciones.

Turbina eólica del eje horizontal (Hawt)

Hawt, abreviatura de la turbina eólica del eje horizontal, es la configuración de diseño más utilizada en turbinas eólicas con rotores similares a los de los rotores de la aeronave. Cuando el eje giratorio de las cuchillas es paralelo a la corriente del viento, la turbina se llama turbina de viento del eje horizontal (Hawt). Hawt captura la energía eólica cinética con un rotor tipo hélice y su eje rotacional es paralelo a la dirección del viento. Los halcones están disponibles en muchos tamaños que van desde unos pocos cientos de vatios hasta cien kilovatios. Estos tipos de turbinas eólicas se usan típicamente en condiciones de viento simples de línea donde hay una corriente constante y una dirección de viento disponible para capturar la máxima energía eólica. Los halcones no son efectivos cuando el viento es turbulento, por lo que generalmente se encuentran en áreas donde hay un flujo de aire direccional constante.

Turbina eólica del eje vertical (VAWT)

La turbina de viento del eje vertical, o Vawt, es probablemente el tipo de viento más antiguo en los que el eje del eje de transmisión es perpendicular al suelo. Es un tipo de molino de viento donde el eje del rotor principal corre verticalmente, a diferencia de la turbina de viento del eje horizontal. Las cuchillas de los Vawts giran con respecto a sus ejes verticales que son perpendiculares al suelo. Los diseños de Vawt a veces se clasifican libremente como diseños basados ​​en elevación o arrastre. Pueden capturar el viento desde cualquier dirección y su maquinaria pesada está a nivel del suelo. Dado que la maquinaria se establece en el suelo, simplifica el diseño y la construcción de la torre del viento y reduce el costo de la turbina en consecuencia. A diferencia de los halcones, los VAWT se usan típicamente en áreas con flujo de viento turbulento, como costas, tejados, paisajes urbanos, etc.

Diferencia entre la turbina eólica del eje horizontal y vertical

Diseño

- La turbina eólica del eje horizontal (Hawt) es la configuración de diseño más utilizada en turbinas eólicas con rotores similares a los de los rotores de la aeronave. En Hawts, el eje giratorio de las cuchillas es paralelo a la dirección del viento. Turbina de viento del eje vertical (VAWT), por otro lado, es probablemente el tipo más antiguo de molinos de viento en los que el eje del eje de transmisión es perpendicular al suelo. Es un tipo de molino de viento donde el eje del rotor principal corre verticalmente, a diferencia de la turbina de viento del eje horizontal.

Maquinaria

- Las turbinas eólicas del eje horizontal tienen todo el rotor, la caja de cambios y el generador montado en la parte superior de la torre, que debe girarse para enfrentar la dirección del viento. Una ventaja significativa de la turbina eólica del eje vertical sobre el tipo de eje horizontal es que el primero puede aceptar el viento desde cualquier dirección y, por lo tanto, no se necesita control de guiñada. En VAWTS, el generador de viento, la caja de cambios y otros componentes principales de la turbina se pueden configurar en el suelo, lo que simplifica el diseño y la construcción de la torre de viento y, en consecuencia, reduce el costo de la turbina.

Condiciones del viento

- Los halcones generalmente se usan en condiciones de viento simples de línea donde hay una corriente constante y una dirección de viento disponible para capturar la máxima energía eólica. Los halcones no son efectivos cuando el viento es turbulento, por lo que generalmente se encuentran en áreas donde hay un flujo de aire direccional constante. Los VAWT, por otro lado, son principalmente beneficiosos en áreas con flujo de viento turbulento como tejados, costas, etc. A diferencia de los halcones, los VAWT pueden operar incluso en bajas velocidades del viento y pueden construirse en ubicaciones donde están prohibidas las estructuras altas.

Horizontal vs. Turbina eólica del eje vertical: tabla de comparación

Resumen

Las turbinas eólicas del eje horizontal y vertical tienen aproximadamente la misma eficiencia ideal, pero los Hawts son más comunes. Los Hawt tienen todo el rotor, caja de cambios y generador en la parte superior de la torre y deben girar para enfrentar la dirección del viento. Los VAWT, por otro lado, son omnidireccionales, lo que significa que el rotor puede aceptar la corriente de viento desde cualquier dirección. Por lo tanto, no se requiere mecanismo de guiñada. Además, no requieren un ajuste constante o al viento de velocidad racionalización. Además, los VAWT tienen una velocidad de viento de inicio más baja que los Hawts. Además, tienen una firma de ruido relativamente más baja que los Hawts y las estructuras de torres masivas se usan con menos frecuencia.