Différence entre les éoliennes horizontales et verticales

Le terme moulin à vent est utilisé pour se référer à la machine à vent qui broie les grains. Mais les applications de machine modernes sont plus correctement appelées «éoliennes» car elles peuvent être utilisées pour une variété d'applications. Les éoliennes sont le moyen le plus efficace de convertir l'énergie éolienne en énergie électrique ou mécanique. Les éoliennes peuvent être principalement classées en deux catégories, selon la configuration de l'axe rotatif des lames de rotor: éolienne à axe horizontal (HAWT) et éolienne de l'axe vertical (VAWT). Lorsque l'axe rotatif des lames est parallèle au flux de vent, la turbine est appelée hawt, et lorsque l'axe rotatif est perpendiculaire au flux de vent, il est appelé VAWT. Les types d'axe horizontal sont les éoliennes commerciales les plus populaires et couramment utilisées. Jetons un œil aux différences techniques entre les deux configurations.

Éolienne à axe horizontal (HAWT)

Hawt, abrégé pour les éoliennes à axe horizontal, est la configuration de conception la plus couramment utilisée dans les éoliennes avec des rotors similaires à celui des rotors d'avion. Lorsque l'axe rotatif des lames est parallèle au flux de vent, la turbine est appelée éolienne à axe horizontal (HAWT). Hawt capture l'énergie éolienne cinétique avec un rotor de type hélice et leur axe de rotation est parallèle à la direction du vent. Les faucons sont disponibles dans de nombreuses tailles allant de quelques centaines de watts à cent kilowatts. Ces types d'éoliennes sont généralement utilisés dans des conditions de vent de rationalisation où un flux constant et une direction du vent sont disponibles afin de capturer l'énergie éolienne maximale. Les faucons ne sont pas efficaces lorsque le vent est turbulent, ils sont donc généralement situés dans des zones où il y a un flux d'air directionnel constant.

Éolienne de l'axe vertical (VAWT)

L'éoline de l'axe vertical, ou VAWT, est probablement le plus ancien type de moulins à vent dans lesquels l'axe de l'arbre d'entraînement est perpendiculaire au sol. C'est un type de moulin à vent où l'arbre du rotor principal fonctionne verticalement, par opposition à l'éolienne à axe horizontal. Les lames des Vawts tournent par rapport à leurs axes verticaux perpendiculaires au sol. Les conceptions VAWT sont parfois catégorisées de manière lâche comme des conceptions de lifting ou de traînée. Ils peuvent capturer le vent de n'importe quelle direction et leur machinerie lourde est au niveau du sol. Étant donné que la machinerie est réglée sur le sol, elle simplifie la conception et la construction de la tour éolienne et réduit le coût de la turbine par conséquent. Contrairement aux Hawts, les VAWT sont généralement utilisées dans des zones avec un flux de vent turbulent comme les côtes, les toits, les paysages urbains, etc.

Différence entre les éoliennes horizontales et verticales

Conception

- L'éolienne à axe horizontal (HAWT) est la configuration de conception la plus couramment utilisée dans les éoliennes avec des rotors similaires à celui des rotors d'avions. Dans Hawts, l'axe rotatif des lames est parallèle à la direction du vent. L'éoline de l'axe vertical (VAWT), d'autre part, est probablement le plus ancien type de moulins à vent dans lesquels l'axe de l'arbre d'entraînement est perpendiculaire au sol. C'est un type de moulin à vent où l'arbre du rotor principal fonctionne verticalement, par opposition à l'éolienne à axe horizontal.

Machinerie

- Les éoliennes à axe horizontal ont le rotor entier, la boîte de vitesses et le générateur montés en haut de la tour, qui doit être tourné pour faire face à la direction du vent. Un avantage significatif de l'éolienne de l'axe vertical sur le type d'axe horizontal est que le premier peut accepter le vent de n'importe quelle direction et donc aucun contrôle de lacet n'est nécessaire. Dans VAWTS, l'éolien, la boîte de vitesses et d'autres composants principaux de la turbine peuvent être installés sur le sol, ce qui simplifie la conception et la construction de la tour éolienne et réduit par conséquent le coût de la turbine.

Éoliennes

- Les faucons sont généralement utilisés dans des conditions de vent de rationalisation où un flux constant et une direction du vent sont disponibles afin de capturer l'énergie éolienne maximale. Les faucons ne sont pas efficaces lorsque le vent est turbulent, ils sont donc généralement situés dans des zones où il y a un flux d'air directionnel constant. Les VAWT, en revanche, sont principalement bénéfiques dans les zones avec un flux de vent turbulent comme les toits, les côtes, etc. Contrairement aux Hawts, les VAWT peuvent fonctionner même en basse vitesse du vent et elles peuvent être construites à des endroits où les structures hautes sont interdites.

Horizontal vs. Éolienne de l'axe vertical: tableau de comparaison

Résumé

Les éoliennes à axe horizontal et vertical ont à peu près la même efficacité idéale mais les Hawts sont plus courants. Les Hawts ont le rotor entier, la boîte de vitesses et le générateur en haut de la tour et doivent être tournés pour faire face à la direction du vent. Les VAWT, en revanche, sont omnidirectionnelles, ce qui signifie que le rotor peut accepter le flux de vent à partir de n'importe quelle direction. Par conséquent, aucun mécanisme de lacet n'est requis. De plus, ils ne nécessitent pas un réglage constant ou un vent de vitesse de rationalisation. De plus, les VAWT ont une vitesse de vent de démarrage inférieure que les Hawts. De plus, ils ont une signature de bruit relativement inférieure que les Hawts et les structures de tour massives sont moins fréquemment utilisées.