Быстроходные мельницы и тихоходные ветряки
Специфика ветра как источника энергоресурсов, а именно — перепады скоростей, наличие мест, где скорости невелики, а централизованное энергоснабжение дорогостоящие, — все это изначально способствовало тому, что разрабатывались самые разные конструкции ветроустановок, в том числе и с расчетом на невысокие скорости ветра.
Именно этот фактор еще на заре масштабного развития энергетики во многом определил деление ветряков на быстроходные и тихоходные. Связано такое деление, повторим, с одной стороны, с потребностью уловить невысокие скорости ветра и получать на этих скоростях энергию, а с другой, — с количеством лопастей у данной конкретной установки, ведь чем больше лопастей у ветроустановки, тем при меньшей скорости ветра начинается его движение.
С другой стороны, чем меньше число лопастей, тем, при прочих равных условиях, ветроколесо имеет большее число оборотов. Поэтому малолопастные мельницы называются быстроходными, что является одним из серьезных преимуществ, так как делают более простой передачу мощности, например, к электрическому генератору. Кроме того, быстроходные мельницы более легкие и имеют более высокий коэффициент использования энергии ветра.
Однако, быстроходные мельницы имеют существенный недостаток: их начальный момент трогания, то есть вращающий момент, развиваемый на неподвижном ветроколесе, при одинаковых диаметрах ветроколес и скорости ветра в несколько раз меньше, чем у тихоходных ветряков. Иными словами, чем меньше число лопастей, то есть чем быстроходнее мельница, тем выше должна быть скорость ветра для получения стабильной работы, эффективной зарядки аккумуляторов или подачи качественной энергии в сеть. Соответственно, чем больше лопастей, тем меньше потребуется скорость ветра, для начала эффективной работы ветродвигателя.
К недостаткам тихоходных (много лопастных) ветряков можно отнести то, что они не так легки, как быстроходные (мало лопастные) ветродвигатели, а также меньший коэффициент использования энергии ветра. В то же время нужно отметить, что преимущества и недостатки определяются в первую очередь тем, какую задачу предполагается решать с помощью ввода в эксплуатацию ветроэлектростанции.