ジョンヤン、中国、sawt.com

ほとんどの風力タービンは、水平軸と垂直軸の二つの一般的なカテゴリのいずれかに分類されます。 それぞれは小型風力タービンと大型風力タービンにさらに分けることができます。

風力タービンは、ユーティリティスケールと小規模として、水平軸（HAWTs）と垂直軸バージョン（VAWTs）に分類することができます。

伝統的な水平軸風力タービン（Hawt）の技術は、百年以上にわたって開発されてきました。 この技術には、ブレードとその製造、ギアボックスとその製造技術、ピッチ角デバイスとその技術などが含まれます。 技術は非常に成熟しています。 HAWTが風から取り出すことができる最大エネルギー量を定義するベッツの法則は、2次元空間内を移動する単一のディスク（ロータ）に基づいています。

従来の風力タービンのいくつかのコンポーネント。

1. 小さな垂直軸の風力タービン

小さな垂直軸の風力タービンは、中央から大きな垂直軸に大きく異なりますか？? 風力タービンは、ブレードが回転するとブレードの駆動力と方向が異なるためです。 位置で、刃力は大きく、方向は肯定的です。 いくつかの位置では、駆動力はより小さく、また正になります。 しかし、他の位置では、駆動力と方向は負であり、大きくて小さい。 また、ロータの直径が大きくなるにつれて、負の力が大きくなります。 従って回転子の直径がより大きくされれば、刃の角度（ピッチ）はリアルタイムに調節可能でなければなりません。 これは”リアルタイム迎え角制御規制”技術と呼ばれています。

1.1現在の垂直軸風力タービンは、三つの主要な問題を抱えています：

1. 低発電性能
2. 彼らは、このように彼らの出力を減少させ、頻繁に風速とブレーキ
   

   ギャラリーは、垂直軸のデザインの広い範囲を示しています。

   1.2三つの問題を解決する

   SAWT、垂直軸の設計は、垂直軸風力タービン業界の三つの技術的な問題を解決します。 ある設計者は、2007年以来、約60カ国で4,000台以上を販売し、特許を使用して技術的障壁を設定する小型の垂直風力タービンを生産しています。

   

   1.3良い小さな垂直軸風力タービンを設計する方法

   1.3。1HAWTとは異なるが、VAWTのコア技術は、ブレードを備えた風車構造のままである。 翼を選択した後、これらの要因のそれぞれがVAWTの性能を決定するため、凹面の向き、角度、幅、および量を計算する必要があります。
   だから、最初のステップは、低速翼を選択することです。 第二のステップは、凹面の向きを外側に置き、第三のステップは、小さなブレード角度（8°がうまく動作する）と適切なブレード幅を選択します。 最高の刃の量は五です。 そして、ブレードの接続方法が重要です。 それは最もよい容易な取付けのためにソケットの構造を使用することであり、抗力力を減らしました。 これらの要因がVAWTの発電性能を決定します。
   1.3.2HAWTタービンは、風に自分自身をヨーリダイレクトする必要がありますが、VAWTは必要ありません。 だからVAWTs museは”正のピッチ迎え角規制”を使用しています。 この特徴は回転速度が定格速度を超過するとき刃角度を制御するのに遠心力を使用します。1.3.3良好な垂直軸風車は、回転しているときに安定していなければなりません。 そうでなければ、タービンは回転子が回っているとき”頭部を”揺すって下さい。 それはタービンの生命を減らし、騒音および機械摩耗のような他の問題を引き起こします。 従って最もよい解決は風車および発電機のために同軸構造を使用することです。 風車および発電機の同軸整理は信頼できるシール、安全を保障し、風車のための機械騒音、適度な軸受け、および長く有用な生命の安定性は、放します。
   1.3.4風速が25m/sを超えると、風力タービンに損傷が発生する可能性があるため、垂直軸風力タービンには自動ブレーキシステムが必要です。 風力タービンがブレーキを開始すると、回転慣性と風からの駆動力を克服しなければなりません。 従ってよい設計は存続の風速で回転子のトルクを計算し、エネルギーのその量のための適したディスクブレーキを選ぶ。

   2. Medium&large VAWT technologies

   他の多くのタービンメーカーは中-大VAWTを開発していますが、小型タービンを比例的に拡大して”中-大VAWT”にするだけで、小型Vawtからの設計 彼らは本当にVAWTの特性を理解していません。

   VAWTは静かで安全で、高い塔を必要としないことはよく知られています。 しかし、無数の技術者の努力にもかかわらず、製品化された大型VAWTはほとんど発売されていません。 理由は明らかです：空力効率、自己始動、構造的安定性、および安全な制動の問題は未解決のままです。 問題はあらゆるタイプの風力のために解決されなければなりません。

   これら三つの問題は、”アクティブリアルタイムピッチ迎え角規制”と”トラス構造シャフト”技術で解決されています。

   2.1″アクティブリアルタイムピッチ迎え角調整”技術

   この技術のコアは、回転タービンのブレード角度を調整することです。 この装置は、風洞内の高さ1m x幅1.36mのVAWTで2m/sの風速でテストされました。 風力エネルギーから機械エネルギーへの変換率は68％に達し、ベッツの法則によって59.3％の限界を超えています。 これはベッツの法則が間違っていると言うことではありません。 この理論では，ＨＡＷＴは二次元空間で回転する単一のディスクを使用し，ＶＡＷＴは三次元空間での多重ディスク回転である。 これにより、VAWTは2つのHawtに相当します。

   

   風洞試験では、2m/sの風で有用なトルクが示されました。

   2.2大きなVAWTの主軸のためのトラス構造

   風車の曲げモーメントは、ロータ直径が十分に大きい場合に非常に大きくすることができます。 つまり、主軸は大きくて強い直径を持たなければならず、商品化がより困難になります。 私達の解決はトラス構造が強く、比較的軽いので主要なシャフトとして中空のトラスを使用し、中型および大きいVAWTsの主要なシャフトのための条件、また商業化のための要求を満たします。

   

   風の可能性：帆船に適用されるベルヌーイの原則

   Vestas Sailrocket2は、2012年にナミビアのウォルビス湾で帆船の世界記録を樹立しました。 64.78ノット（119ノット）に達した。95km/h）の風でわずか25ノット（46.3km/h）。 その平均航行速度は500mの直線水路で59.23ノット（109.65km/h）に達した。 この帆ボートは持ち上がる力によって推進されたベルヌーイの主義に起因する。3.1伝統的なデザインの問題

   いくつかは、伝統的な風力タービン業界の痛みのポイントが含まれていることを主張します:

   • 多くの場合、伝統的なエネルギーよりも高い発電コスト
   • 製造は複雑です
   • 大規模な部品を輸送することは困難です
   • 大容
   • インストールは、複雑で高価なクレーンを必要とします
   • 騒音公害
   • 生態系への損傷
   • 化学汚染が可能です
   • 高電圧は、電磁放射と干渉を生成します

   : スーパータービンとそれがどのように動作するか

   rの十年以上&D VAWT業界では、スーパータービン、大型風力タービンの一種につながっています。 2014年までに開発される極度のタービンに低い発電の費用および容易な取付けおよび維持があります。 その中核となるのは、実験によって検証された”アクティブリアルタイムピッチ迎え角規制”技術の拡張です。 私たちは、それが現在の大規模な風力タービン産業に革命をもたらす可能性があると考えています。

   

   上の画像は、スーパータービンの一般的なレイアウトを示しています。 下の画像は詳細を提供します。

   • 電力を生成するために、数百のブレードが揚力によってトラックに沿って移動され、チェーンを介して送信され、円形トラックに固定された数百
   • アクティブリアルタイムピッチ角度調整技術は、風向、速度、およびトラック上の各ブレードの位置を監視します。 それからそれは最高の持ち上がる力を得るために刃の角度を調節します。 このように極度のタービンは風カエネルギーの換算値を高め、高い発電の生成を可能にすることができます。
   • 単一のスーパータービンは、風力発電所の条件と顧客の要件に合うように設計することができます。 タービンは7から50MWまで大きさで分類することができる。

   3.3風洞試験によって検証された技術

   設計は、”アクティブリアルタイム迎え角規制”技術の拡張とさらなるアプリケーションです。 風によって運転される円軌道では異なった位置の刃は別の大きさおよび方向の原動力を作り出します。
   変更されたトラックには追加の利点があります。 例えば、駆動力が最も大きい場所では、この場所で円形の軌道を切断し、それを直線に伸ばし、スーパータービンのプロトタイプです。 帆船のように、それは直線で最も速いです。

   スーパータービンは、円形、長い、あるいは三角形の形状を設計することができますが、回転半径は土地と風の条件に応じて同じです。

   

   デザインのためのいくつかの追加の詳細。

   3.スーパータービンの4つの特徴

   設計は、すべての部品のための現在の成熟した技術を使用しています。 主なコンポーネントは次のとおりです。

   

   3.6機器コストの削減

   • スーパータービンは、モーションコントロール、油圧、トラック、移動力などの現在の成熟した技術を使用しています。 従ってそれは製造業者に容易です。
   • 40MWのスーパータービンユーザーの総コストはwatt15百万、またはワットあたり0 0.38です。
   

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