Tipos de caixas de velocidades em moinhos de vento

moinhos de vento simples que moem coisas ou de água da bomba têm engrenagens simples, às vezes apenas um par de engrenagens cónicas de mudar o eixo de rotação da horizontal para a superfície da terra (como o vento sopra) para perpendicular à superfície da Terra (para operar a bomba). Quando a rotação da lâmina é utilizado para ligar um gerador para produzir eletricidade, a caixa de velocidades deve ser mais elaborado. pequenos geradores eólicos precisa apenas algumas engrenagens, mas o gerador de energia eólica média gira a até 60 mph ou tanto quanto 1.800 rpm. Que a alta de uma taxa precisa de uma caixa de câmbio selada com dezenas de engrenagens. Substituindo uma destas caixas de velocidades pode ser executado 10 por cento do custo do moinho de vento, e a esperança média de vida de uma caixa de velocidades é apenas cerca de cinco anos. A expectativa de vida média de um gerador eólico é de cerca de 20 anos.

Existem várias abordagens para lidar com "o problema da caixa de velocidades." Uma técnica usada com turbinas gigantes (com pás mais longas do que as asas de um Boeing 747) é dispensar com lâminas e usar turbinas. Outra abordagem também usado nas enormes moinhos de vento com velocidades lentas (5 a 20 mph) e torque de enorme é o "divisor de torque." Este é uma caixa de velocidades que divide-se o binário de entrada em quatro canais, que são, então, preparado para executar quatro geradores. Os geradores são ligados em paralelo e se um (ou dois) falhar, a saída elétrica vai para baixo, mas toda a caixa de velocidades não precisar de substituição. Outra inovação vem da indústria aeroespacial: magneticamente levitar rolamentos. Estas engrenagens não têm eixos, nenhum atrito e nenhuma lubrificação. As engrenagens são mantidos no lugar por campos magnéticos.

Uma abordagem cada vez mais popular para o problema da caixa de velocidades é eliminar completamente a caixa de velocidades. Isso é mais fácil com pequenos geradores que podem se transformar em altas velocidades. Novos geradores de baixa velocidade que usam ímanes permanentes em vez de eletroímãs são uma parte desta solução, como são geradores de velocidade variável. A variabilidade da velocidade do vento apresentar problemas exclusivos para caixas de velocidades - uma súbita rajada pode desalinhar as engrenagens - para redesenhar a turbina de vento em torno da abordagem sem engrenagens é uma idéia atraente. moinhos de vento sem engrenagens também fazer volantes mais atraente, uma opção que poderia fazer a saída elétrica mais consistente.