Převážná většina větrných turbín, které jsem kdy viděl, má 3 lopatky, jak je znázorněno zde:
Nedávno při jízdě západem ve státě New York jsem však prošel kolem několika turbín s pouze dvěma lopatkami, jak je zde ukázáno:
Jaké výhody a nevýhody by Dvoulistá větrná turbína má více než 3listé verze?
Dvoulistá větrná turbína je mechanicky méně stabilní než 3 (nebo více) lopatek.
Protože jsou obě lopatky v jedné linii, je mnohem snazší otočit náboj turbíny ve směru podél linie lopatek, než ji otočit v pravém úhlu k lopatkám. Pokud se turbína otáčí, protože se mění směr větru, způsobí to nevyváženou krouticí sílu na náboji (a pólu) při dvojnásobné frekvenci otáčení lopatek.
Toto nežádoucí zkroucení může vést zpět do nožů, což způsobí jejich vibrace. Pokud se rychlost kroucení shoduje s přirozenou frekvencí vibrací lopatek, mohlo by to vést ke katastrofické mechanické poruše. V důsledku toho se musí 2listé turbíny obvykle otáčet pomaleji než turbíny s více lopatkami, pokud se změní směr větru, ale vítr foukající ve směru mimo osu také produkuje stejné nežádoucí účinky kroucení. Catch-22!
Je možné, že mechanismus náboje a / nebo samotná tyč budou muset být navrženy pevnější nebo tužší, aby odolávaly těmto nežádoucím zkroucujícím silám.
Se 3 nebo více lopatkami je mechanická chování turbíny je ve skutečnosti stejné v všech možných orientacích lopatek. I když existuje sudý počet čepelí, například 4, není 90 ° úhel mezi dvěma sousedními čepelemi mechanicky „speciální“, ale ekonomicky je výroba 4 čepelí dražší než tři.
mechanické problémy s dvoulistými turbínami lze „navrhnout“, ale optimální počet lopatek pro generování maximálního výkonu pro danou velikost turbíny je obvykle 4, přičemž se ignorují úvahy jako extra váha více čepele. Třílistový design jako takový je často nejlepším kompromisem „minimálních nákladů“ mezi jednoduchým a spolehlivým designem, vysokým výkonem a nízkou hmotností.
Jednou z výhod dvou lopatek oproti třem lopatkám je menší množství materiálu potřebného k výrobě lopatek.
Nevýhodou dvoulistého rotoru ve srovnání se třemi lopatkami je přerušení proudění vzduchu a další turbulence, které vytváří pól, na kterém sedí větrná turbína. To se projeví, když je jedna z lopatek přímo v linii s pólem. Pól přerušuje rozptyl turbulence lopatky, která je v souladu s ním. To může zvýšit vibrace v celém systému.
Tři lopatkové rotory mohou zajistit plynulejší rotaci, protože mají dvě lopatky v horní části tyče, když je třetí lopatka v jedné linii s tyčí.