a grande maioria das turbinas eólicas atualmente instaladas tem três pás. Por que não quatro? Ou dois? Ou muito mais para pegar o máximo de vento possível?
a resposta rápida é que uma turbina eólica de duas pás já é ótima para grande eficiência. Com duas lâminas, você precisa de significativamente menos custos de material, construção e manutenção. Uma terceira ou quarta pá de rotor torna a turbina eólica marginalmente mais eficiente, enquanto os custos de construção e material aumentam consideravelmente. As quatro lâminas de nossos moinhos de vento históricos eram uma escolha mais prática.
as quatro lâminas de nossos moinhos de vento históricos eram mais uma escolha prática.
Lei Betz
Albert Betz formulou a lei em 1919 de que um rotor ideal pode extrair no máximo 59% da energia do vento. Se você tirar mais energia do vento, o vento diminui ainda mais, o que reduz o suprimento de vento para a turbina. Ideal rotor tem infinitamente infinitamente estreita lâminas de turbina, mas de acordo com um documento que a Siemens elaborou, em 2007, em que eles lidam com essa questão, afirma-se que as modernas três pás de turbinas eólicas vêm a 80% do limite de Betz, graças a um inteligente lâmina e um design bem escolhido velocidade de rotação; uma de duas pás da turbina iria atingir 5% menos eficiência, mas vai ter um maior retorno do investimento devido a custos mais baixos.
as turbinas eólicas de duas pás oferecem uma série de vantagens distintas sobre as turbinas eólicas de três pás.
a principal vantagem de ter um número reduzido de pás (e acionamentos de passo) é o peso do rotor (e, portanto, material) eles aproximadamente 30% menos pesados do que um rotor de três pás comparável (Aerodyne engineering GmbH, 2014). Além disso, à medida que os rotores de duas pás operam a uma velocidade de rotação mais alta, o torque no eixo é menor e, mais conseqüentemente, o rotor e a nacela (que abriga, por exemplo, o gerador e o trem de força) são mais leves. Outra conveniência de um rotor com menos de três pás é que eles podem ser girados horizontalmente durante tempestades, de modo que são menos propensos a serem atingidos por raios.
os rotores de duas pás são aproximadamente 30% menos pesados do que um rotor de três pás comparável
outra vantagem pode ser encontrada durante o transporte e a construção: um rotor de duas pás pode ser transportado totalmente pré-montado e pré-testado no convés de um navio para o local do parque eólico (de Vries, 2011). Finalmente, cargas extremas podem ser consideravelmente reduzidas usando o estacionamento horizontal do rotor (Aerodyne engineering GmbH, 2014). Devido a cargas extremas reduzidas, a torre e a fundação podem ser projetadas mais leves.
matéria de gosto
Roberto Delgado, engenheiro principal da 2-B Energy: “é uma questão de gosto escolher entre duas ou três turbinas eólicas de lâmina”. Alguns preferem apenas modelos de três lâminas porque dizem que são mais estéticos. Delgado quer dar nova vida às turbinas eólicas de duas pás. Uma turbina eólica de energia de 6 MW 2-B de duas pás foi instalada em Eemshaven por seis anos. Através do controle de passo individual (IPC), controlando independentemente o passo de cada lâmina da turbina, esta turbina eólica pode tirar grande parte da carga dinâmica. Confira como nossa técnica de pitching funcionahttps://windenergysolutions.nl/technology/
resiliência à tempestade
uma grande desvantagem em áreas com o vento bom mais constante é que eles podem se transformar em fortes tempestades e furacões periodicamente. A maioria das turbinas eólicas não pode suportar as altas velocidades do vento que essas condições climáticas acarretam. As turbinas eólicas 2-bladed podem facilmente ser derrubadas rapidamente com um guindaste em vez dos dois guindastes, a maioria de Thee-bladed as turbinas exigem.
nosso guindaste de içamento a bordo pode reduzir muito os custos de manutenção das instalações de energia eólica de duas pás.
toda a nossa gama de turbinas eólicas pode ser equipada com um guindaste de içamento a bordo que pode ser facilmente operado para garantir toda a instalação técnica da turbina, sem guindaste externo dentro de algumas horas. Desta forma, nenhum custo alto deve ser incorrido para fornecer e usar qualquer instalação de guindaste móvel.
uma segunda vantagem desta construção de elevador embutida é que as inspeções no rotor e a manutenção principal também podem ser realizadas sem equipamentos de fontes externas. Além das vantagens da instalação em comparação com turbinas eólicas de três pás, isso reduz muito os custos de manutenção das instalações de energia eólica de duas pás.
confira nossa animação do guindaste de içamento a bordo em ação.
Previsão
Delgado prevê turbinas de 10, 12 ou mais megawatts estão voltando ao Projeto de duas lâminas. A carga dinâmica pode sempre ser melhor controlada com boa direção. De acordo com Delgado, um projeto de duas lâminas para uma turbina eólica no ano de 2019 tem menos de 3% de eficiência do que sua contraparte de três folhas com o mesmo diâmetro. Em seguida, você obtém eletricidade extra de pás de turbina mais longas, enquanto ainda pode continuar a se beneficiar de custos mais baixos de construção, material e manutenção.
várias empresas começaram a desenvolver e construir grandes turbinas eólicas de duas pás (Schorbach e Dalhoff, 2012; Clover e Snieckus, 2014). Esse interesse renovado em turbinas eólicas de duas pás é motivado principalmente pelo aumento do foco na energia eólica offshore. Custo de redução de energia de 10-12% é indicado e em Clover e Snieckus (2014) uma redução de 20%, no papel, é mencionada para turbinas eólicas de duas pás. O custo potencial de redução de energia faz com que as turbinas de duas pás sejam uma oportunidade interessante que os fabricantes estão explorando ativamente.