در این مقاله می خواهیم به دسته بندی انواع توربین های بادی بپردازیم. توربین های بادی به طور کلی به دو نوع توربین بادی با محور افقی Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) و توربین بادی با محور عمودی Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) طبقه بندی می شوند. توربین های بادی شامل انواع مختلف می باشد اما رایج ترین و پر کاربردترین نوع آن HAWT و VAWT می باشد که در ادامه به توضیح آنها می پردازیم.
توربین بادی با محور افقی (HWAT)
یکی از مهمترین انواع توربین بادی، HAWT است که پرمصرف ترین توربین بادی موجود است. این نوع توربین‌های بادی احتمالاً همان چیزی هستند که با شنیدن «توربین بادی» به آن فکر می‌کنید. طراحی این توربین ها تقریباً از همان ایده ای پیروی می کند که قبلاً در آسیاب های بادی اجرا شده بود. در آسیاب های بادی پره های روتور که به یک شفت متصل می شوند و با برخورد باد آن را می چرخانند، فقط در توربین های محور افقی شفت به ژنراتوری متصل می شود که انرژی الکتریکی را تولید می کند. آنها چیزی شبیه یک پروانه بزرگ هواپیما هستند که در بالای دکل یا برج نصب شده اند.
توربین بادی با محور افقی
توربین های بادی محور افقی یکی از انواع توربین های بادی هستند که نیاز به همسویی با جهت باد دارند. بنابراین، آنها به یک حسگر باد نیاز دارند که جهت باد را تشخیص دهد و مکانیزم انحرافی که دستگاه را بچرخاند تا به درستی در مقابل باد قرار گیرد. چرا که اگر روتور عمود بر باد نباشد توربین بادی دارای خطای انحراف است. خطای انحراف نشان می‌دهد که سهم کمتری از انرژی باد از ناحیه روتور عبور می‌کند. دلیل لزوم مواجهه با باد، هم توزیع مؤثر نیرو بر روتورها و هم جلوگیری از آسیب ساختاری به توربین در اثر بارگذاری نامناسب بر روی سازه توربین است. ساختار توربین‌های بادی محور افقی باید به اندازه کافی قوی باشد تا وزن پره‌های روتور، گیربکس، ژنراتور و سایر اجزای توربین را تحمل کند. علاوه بر این، پایه دکل باید بتواند در برابر بادهای شدیدی که در محل نصب توربین می وزد، مقاومت کند.
از بین انواع مختلف توربین‌های بادی، این نوع به دلیل کارایی و قابلیت تولید انرژی بالاتر، متداول‌ترین نوع مورد استفاده هستند. بنابراین اکثر مزارع بادی که نیروگاه هایی با تعدادی توربین بادی تولید کننده برق هستند، از این نوع توربین ها استفاده می کنند.
توربین‌های بادی محور افقی شامل دو نوع هستند:
- توربین‌های بادی بالا
- توربین‌های بادی پایین
در مورد انواع توربین های محور افقی و ساختار آنها، در مقاله دیگری صحبت خواهیم کرد.
برای مشاهده مزایای و معایب انرژی باد به مقاله انرژی بادی مراجعه کنید.
توربین بادی با محور عمودی
توربین‌های بادی با محور عمودی Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) یکی از انواع توربین بادی هستند که روتورها شفتی را که به صورت عمودی نصب می‌شود می‌چرخانند. چنین روشی، حساسیت کمتری را در مورد جهت باد ایجاد می کند و توربین بادی محور عمودی را به گزینه ای عالی برای مکان هایی که جهت باد اغلب تغییر می کند، تبدیل می کند. مهم نیست باد در چه جهتی می وزد، پره ها همچنان حرکت می کنند و شفت را می چرخانند تا انرژی تولید کنند.
توربین بادی با محور عمودی
ژنراتور این نوع توربین های بادی در نزدیکی زمین قرار دارد. این موضوع به این دلیل است که با توجه به طراحی روتورها و ارتفاع آنها، بردن آن به ارتفاع، چندان قابل قبول نخواهد بود. این پیکربندی نگهداری توربین‌های بادی محور عمودی را در مقایسه با توربین‌های بادی محور افقی که تمام اجزای آن در ارتفاعی بالا نصب شده‌اند، آسان‌تر می‌کند. با این حال، توربین‌های بادی محور عمودی به دلیل پس‌کشی قابل‌توجه هوا روی روتورها برای برخی از طراحی‌ها و بیشتر بودن سرعت باد در ارتفاع، بازده کمتری نسبت به HAWT دارند.
چهار نوع اصلی توربین های بادی محور عمودی بدین صورت اند:
- Savonius Turbines
- Darrieus Turbines
- Giromill Turbines
- Cycloturbines
در مورد انواع توربین بادی محور عمودی و ساختار آنها، در مقاله دیگری صحبت خواهیم کرد.
