Dlaczego turbina wiatrowa została zaprojektowana z trzema wirnikami?

W wyniku weryfikacji eksperymentalnej stwierdzono, że im więcej wirników ma turbina wiatrowa, tym lepiej; Osiągnięto współczynnik wykorzystania energii wiatru przez trójłopatową turbinę wiatrową, a w pozostałym zakresie należy zoptymalizować konstrukcję kształtu łopat turbiny wiatrowej.

Krzywa współczynnika wykorzystania energii wiatru dla turbiny wiatrowej o osi poziomej z pojedynczą łopatą do pięciołopatowej pokazuje, że wraz ze wzrostem liczby łopat wzrasta również współczynnik wykorzystania energii wiatru, ale wzrost z 3 do 4 do 5 łopat jest znacznie mniejszy niż wcześniej. Musimy jednak wziąć pod uwagę czynniki kosztowe, więc dodanie zbyt wielu ostrzy nie jest opłacalne.

W przypadku turbin wiatrowych zaletą wielu łopatek jest wysoki współczynnik konwersji momentu obrotowego, ale pod względem współczynnika konwersji energii wydajność wentylatorów 4- i 5-łopatkowych jest niższa niż wentylatorów 3-łopatkowych. Dzieje się tak głównie dlatego, że wentylatory wielołopatkowe mają duży opór, co powoduje znaczne zakłócenia obrotu łopatek, zmniejszając w ten sposób współczynnik konwersji energii.

Pod tym względem trzyłopatowe turbiny wiatrowe są znacznie lepsze niż czterołopatowe i pięciołopatowe turbiny. Po porównaniu eksperci odkryli również, że przy tych samych warunkach prędkości wiatru prędkość dwułopatowej turbiny wiatrowej jest znacznie wyższa niż prędkość trójłopatowej turbiny wiatrowej. Jednakże, ze względu na szybki obrót, dwułopatowa turbina wiatrowa będzie generować dużo hałasu. Dlatego zaleca się maksymalne zmniejszenie prędkości roboczej, aby ograniczyć hałas generowany przez pracę turbiny wiatrowej.

Ponadto nadmierna prędkość łopat może zwiększyć siłę odśrodkową, dlatego oś środkowa i łopaty turbin wiatrowych muszą być mocniejsze, aby wytrzymać zwiększoną siłę odśrodkową, co również zwiększa koszty. Dlatego różne przesłanki sugerują, że turbiny trójłopatkowe są idealną konstrukcją dla turbin wiatrowych.