Pionowa Siłownia Wiatrowa – nazwa pochodzi od pracy turbin w osi pionowej, „siłowa” ponieważ może ona dzięki energii kinetycznej wiatru napędzać wiele odbiorników mocy, takich jak: generatory prądu, pompy wodne, pompy hydrauliczne, sprężarki i inne systemy.
Głównym elementem siłowni jest tzw. segment – jest on samodzielną częścią pionowej turbiny wiatrowej.
Konstrukcja obudowy segmentu jest bardzo mocną stalową kratownicą, zbudowaną z dwóch okrągłych poziomych płyt połączonych czterema rurami oraz ustawionymi pod odpowiednim kątem pionowymi płytami spełniającymi rolę dysz kierunkowych.
Pod dolną płytą segmentu znajdują się cztery tuleje wzmocnione z nią promienistymi odkosami.
Tak skonstruowany segment, umożliwia jego montaż jeden na drugim tworząc tzw. kolumnę.
Trzy kolumny łączą się w trójkąt równoramienny, tworząc obiekt inżynieryjny, nazywany na Pionową Siłownią Wiatrową. Moment obrotowy poszczególnych wirników, połączonych przez specjalne sprzęgła, przenoszony jest na dół kolumny. Odpowiednio skonstruowana podstawa utrzymuje zamontowane na niej segmenty, odbiera od nich przekazaną energię, napędzając za pomocą odpowiednich przełożeń generatory prądu lub inne odbiorniki.
Podstawa konstrukcji wiąże kolumny z fundamentem i jest przykręcona do zabetonowanych kotw.
Pojedyncze kolumny mogą być montowane na przenośnych podstawach.
Pojedynczy segment turbiny pionowej charakteryzuje się następującymi właściwościami i parametrami:
Uzyskiwane osiągi na podstawie dotychczasowych badaniach i pomiarów kształtują się następująco:
Zalety turbin pionowych:
Okres eksploatacji turbiny przewidziany jest na minimum 50 lat, z przewidywaną co 15 lat wymianą łożysk oraz czyszczeniem i malowaniem powierzchni turbiny.
Instalacja posadowiona jest na fundamencie o średnicy 13,5 m, głębokości 2 m, z trzypoziomowo zbrojonym wieńcem, w którym zabetonowano trzy konstrukcje kotw wystających nad poziom fundamentu, do których przykręcone są podstawy Pionowej Siłowni Wiatrowej.
Na podstawach zamontowanych jest dziewięć segmentów tworząc tzw. kolumny.
Połączenie trzech kolumn na bazie trójkąta równoramiennego za pomocą specjalnych łączy daje nam bardzo trwałą konstrukcję inżynieryjną umożliwiającą wytrzymanie naporu wiatrów ekstremalnych, praktycznie w każdych warunkach.
Takie ustawienie trzech kolumn na małej przestrzeni, daje możliwość umieszczenia aż 27 segmentów do wysokości 29 m nie wymagających badań raportu środowiskowego.
Ustawienie kolumn we wspomnianym trójkącie daje możliwość pracy w danej chwili na 100 % naporu wiatru dla dwóch wież, a jednej nie mniej niż 75-80%, niezależnie od kierunku wiatru.
Konstrukcja Pionowej Siłowni Wiatrowej jest tak zaprojektowana, że można ją budować do 60 m wysokości.
Moc poszczególnych segmentów w kolumnie sumuje się i jest przenoszona za pomocą sprzęgieł na dół do podstawy, w której przekazywana jest na odbiorniki umiejscowione na fundamencie.
Pozwala to na podłączenie dowolnych urządzeń i instalacji, a więc na dowolną improwizację technologiczną, gdyż praktycznie nie ma ograniczeń co do przestrzeni i masy urządzeń.
Na obecną chwilę podłączone są generatory synchroniczne, samowzbudne wolnoobrotowe prądu zmiennego.
Zainstalowane Generatory wraz z inwerterami i całym oprzyrządowaniem są produktami ogólnodostępnymi na rynku znanych firm światowych.
Parametry i cechy Pionowej Siłowni Wiatrowej, pozwalają na bardzo szybki montaż praktycznie w dowolnych miejscach.
|