ההערכה היא שייצור רוח בקנה מידה קטן יכול לתמוך ב-25% עד 45% מדרישות החשמל למגורים בארה"ב ובקנדה. תושבים משתמשים בדרך כלל בין 3KW ל-5KW של חשמל לחודש, ולכן מחולל רוח יצטרך לתמוך בדרישה חד פאזי של 5KW/חודש. ניתן להגדיל את אותם מחוללי כוח רוח כדי לתמוך בעסקים קטנים הפועלים עם תפוקות כוח תלת פאזי של עד 3MW (10 KW). חוות רוח גדולות מספקות כיום חשמל לרשתות בנברסקה, קליפורניה, קולורדו, כמו גם למספר מיקומים ברחבי הארץ. עם זאת, דרישות החשמל למגורים צריכות להיות הרבה יותר פשוטות להתקנה, ותומכות בבית יחיד במחיר סביר להתקנה.

טורבינות כוח רוח למגורים (גנרטורים) זקוקות למראה יפה ולפעולה שקטה מגנרטור רוח. עם גולמי
מחירי הנפט נעים ללא הרף למעלה ולמטה, מונעים על ידי ספקולנטים נפט חמדנים ברחבי העולם, מונעים על ידי חברות נפט ויצרניות נפט כאחד, אנחנו צריכים לעבור בצורה חכמה ל-Wind Power ו-Solar Power ברחבי העולם. ההערכה היא שהעלות של רוח בקנה מידה קטן תהיה תחרותית עם דלקים מאובנים כבר בשנת 2010. ככל שאנו מצמצמים את ייצור החשמל מנפט, אנו מפחיתים את התלות בנפט מקרטלי נפט; אנו מפחיתים את פליטת הפחמן; אנו ממזערים את ההשפעות הכספיות הנגרמות על ידי ספקולנטים בנפט; ואנחנו יוצרים משרות היי-טק, הורדנו פליטת CO2, תוך השגת עולם נקי יותר. אבל אנחנו לא יכולים פשוט להחליף בין לילה, כפי שכמה אנשים ירוקים דורשים. זה צריך להיעשות בצורה מתחשבת ושיטתית.

טחנות רוח מסורתיות מורכבות יותר ולעיתים קרובות משתמשות בבומות זנב כדי לספק הדרכה אל הרוח, אך הופכות את טורבינות הרוח בציר האופקי או HAWT לפחות יעילה בלכידת כוח רוח.

למיקומה של כל טורבינת רוח יש חשיבות מכרעת לתפוקת החשמל הצפויה ממנה. באופן אידיאלי, לטורבינת רוח לא יהיו חסימות בינה לבין כיוון הרוח הרווח, המשתנה בין ארה"ב וקנדה וברחבי העולם. בסביבה עירונית, מערבולת רוח מסוימת היא בלתי נמנעת, אלא אם כן הטורבינה ממוקמת הרבה מעל כל הבניינים הסובבים אותה. יש לאזן זאת עם תקנות קוד הבנייה המקומיות. לרוב, מערבולת מבניינים מסביב תשפיע במידה מסוימת על טורבינת רוח. זו הסיבה העיקרית לבחירה בציר אנכי, טורבינת רוח, VAWT, שכן אין צורך לכוון עיצובים של גנרטורים רוח אנכיים אל הרוח בכל פעם שכיוון הרוח משתנה כדי להמשיך להפיק כוח. לעומת זאת, טורבינת רוח בציר אופקי, HAWT, צריכה להסתובב פיזית לכיוון הרוח בכל פעם שכיוון הרוח משתנה, בזבוז משאבים יקרים ומוסיף משקל, תחזוקה ועלות מיותרים לגנרטור רוח.

VAWT מתוכנן כהלכה מייצר 20% - 40% יותר אנרגיה מאשר מחולל כוח רוח רגיל של HAWT בגודל דומה, בהינתן אותה מהירות רוח לאורך פרק זמן מוגדר. VAWT מעוצב כהלכה הוא תמיד 100% לרוח, שכן מחולל כוח VAWT אינו דורש סנפיר כדי לשמור אותו מונחה אל הרוח, כפי שדורשים כל גנרטורי HAWT. הסיבות להתנגדויות של טורבינות רוח מצד תושבים, בונים ונציבי מחוז כוללות את ההשפעה החזותית שלהן, רעש ורעידות של מחולל רוח טיפוסי מסוג HAWT. עם זאת, גנרטור כוח רוח מתוכנן כהלכה VAWT פועל בשקט וניתן לתכנן אותו בצורה אומנותית, ולכן בעלי התושב, הקבלן והממונה על הבניין נוטים הרבה יותר לבקש גנרטור כוח רוח VAWT המותקן בבית מגורים או בעסק קטן.

טורבינת הרוח של Mariah Windspire: VAWT

אחת מטורבינות הרוח האמנותיות, הייחודיות והיעילות ביותר, VAWT, היא ה-Mariah Windspire®, הכוללת ארבעה מקטעים פשוטים, אם כי מערכות רבות מוגבלות לרוטור וגנרטור בלבד. Windspire פועל עם טורבינת רוח אנכית המופרדת מכל שאר טורבינות הרוח. היא תוכננה כמערכת שלמה, במקום אוסף של חלקים מיוצרים שונים. הוא כולל רוטור הפועל בכל כיוון רוח, גנרטור מובנה בטורבינה, מהפך מתח משולב, מכלול עמודי טורבינה ומערכת ניטור אלחוטית. היתרון של Windspire הוא שהוא תוכנן מהקרקע כדי לייעל כל חלק כדי לספק חוזק ויעילות מערכת מקסימלית בעלות הנמוכה ביותר לכל קילוואט שעה. ל-Windspire אין בום זנב, מה שגורם ללחץ רוחבי על פני החלק העליון של רוב הטורבינות.

הרוטור של Windspire® משתמש בעיצוב ג'ירומיל יעיל ביותר עם שטח סריקה גדול ללכידת אנרגיית רוח מקסימלית. הוא ייחודי ואומנותי עם פרופיל גבוה וצר שמושך את העין וחשוב מכך, פועל ביעילות ובמיידי בכיווני רוח משתנים. הרוטור מתוכנן עם מספר חלקי גלגל אוויר כדי להפחית את המתח וכדי להעביר מתחים הנגרמים על ידי רוח אל הציר המרכזי בחוזק גבוה. עיצוב הרוטור הגיע מידול ממוחשב אווירודינמי נרחב כדי למקסם את ההמרה של כוח רוח לכוח חשמלי. זה הושג על ידי המומחה המוביל בעולם בעיצובי רוטורים של דאריאוס, בעוד מומחה מכאני אחר השלים מודלים דינמיים של רטט כדי למזער רעידות מבניות הנגרמות על ידי הרמוניות רוח.

הגנרטור הייחודי והאומנותי של Windspire פותח על ידי הצוות שלנו, ושימש כזרז לכל המערכת. לאחר שעבדה על טכנולוגיית מחולל מגנט קבוע בליבת אוויר יעילה במשך מספר שנים, נוסדה מריה פאוור בשנת 2005 עם שילוב הגנרטור בטורבינת רוח. טכנולוגיית הגנרטור ייחודית בכמה דרכים: ראשית, היא ממזערת הפסדים הנגרמים מגנטית על ידי שימוש בקונסטרוקציית רוטור וסטטור מיוחדים, וכתוצאה מכך יעילות גבוהה מאוד (עד 98%). שנית, הוא נטול שיניים, לסיבוב חלק. שלישית, ואולי הכי חשוב, הוא פועל בצורה היעילה ביותר במהירויות רוח נמוכות. זה ההפך מרוב מחוללי הרוח, וזה מאפשר ל-Windspire ללכוד יותר אנרגיה בטווח הנמוך והנפוץ יותר של מהירויות הרוח.

המהפך הנשלט על ידי מחשב תוכנן באופן בלעדי עבור Windspire ומשולב ישירות בטורבינה. הוא משתמש במעקב אחר הספק שיא, אלגוריתם תוכנה כדי לשלוט במהירות הרוטור ולמקסם את ייצור האנרגיה על פני מגוון רחב של מהירויות רוח. המהפך מגן על ה-Windspire על ידי הפעלת בלמים על סיבוב הטורבינה כאשר מתגלות מהירויות רוח גבוהות. המהפך כולל מודם ZigBee אלחוטי מובנה המשדר מידע על הפקת חשמל ישירות למחשב שלך. תוכנת WindSync™ הקניינית של Winspire משמשת לניטור ביצועי האנרגיה של Windspire מהבית או המשרד שלך. מהפך הכוח החשמלי של Windspire נבדק ומוסמך UL 1741 ו-IEEE 1547.

טורבינת הרוח של Mariah Windspire משתמשת בעמוד מתוכנן וקולע משלה, שנועד לתמוך בטורבינת Windspire האנכית בטווח רחב של מהירויות רוח. המוט מספק מערכת מיסבים כדוריים מגודלים, עם מיסבים מכניים "משומנים לכל החיים" כדי לספק פעולה נטולת תחזוקה. אפילו עיצוב המוט מספק שיכוך רעידות מבני לפעולה חלקה. עשוי מפלדה חוזק גבוה וציר בבסיס, הרמת Windspire היא מהירה וקלה עם התקנה טיפוסית שהושלמה תוך שלוש שעות בלבד. אין צורך בציוד כבד להתקנה מה שהופך התקנה ביתית או משרדית למועילה מאוד.

התקנה פשוטה, ביתית או עסקית	רוח רוח, עסקים
בדיקות שטח בסביבות קשות	רוח רוח, בית

יתרונות הטכנולוגיה של טורבינת מריה Windspire על פני טורבינות רוח מסורתיות

Mariah Power היא חברת טכנולוגיית רוח המתמקדת בקידום מתמיד של טכנולוגיית טורבינות הרוח שלנו. צוות Windspire של מהנדסי חשמל ומכונות מתמקדים בשיפור איכות העיצוב וביצועי המרת הכוח של Windspire. יותר מ-100 שרירי רוח היו מעורבים בתוכניות בדיקות שטח שונות במקומות מגוונים ברחבי ארצות הברית. באמצעות תוכנית זו, Windspire הצליח לזהות היכן לשפר את עיצוב הטורבינה במגוון רחב של אקלים יבש ורטוב, אקלים קר וחם, והתוצאה היא טורבינת רוח אמינה ביותר הפועלת ללא תחזוקה במרבית מצבי הרוח שנמצאים ב ארה"ב, קנדה ודרום אמריקה. Mariah עדכנה יחידות שטח בטכנולוגיה חדשה כאשר פתרונות זמינים דרך סוחרי Mariah Power. להלן רשימה של השיפורים הטכנולוגיים העיקריים שבוצעו בטורבינות הרוח של Mariah Windspire:

כדי לשפר את אריכות הימים ולטפל בהפרעות אופנתיות של ספירת הרוח, Mariah Power ביטלה בעיות עצבנות וקורוזיה:

– עוצבו פירים אנכיים ישרים יותר, והוסיפו עובי לצלחת הבסיס;

- פיתח שיטת מהדק חדשה כדי למנוע התרגשות של המוט האנכי;

- גימור חיצוני משודרג להגברת ההגנה מפני מזג אוויר וקורוזיה;

- ציפוי מגן נוסף עם עמידות גבוהה ביותר להתזת מלח ים לרכיבי פלדה חשופים.

כדי להגביר את האמינות החשמלית, תפוקת הכוח והבטיחות, Mariah Power מחפשת כל הזמן שיפורים בעיצוב המהפך:

- שינה את השנאי החשמלי כדי להוריד את טמפרטורת הפעולה במהלך המרת החשמל

- הוספת חישת חום תרמית כדי למקסם את תפוקת ההספק (הספק).

- בקרות חומרה וקושחה משופרים כדי לספק ניהול טוב יותר של תפוקת הכוח לעומת מהירות הרוח.

שיפורי הרוטור של Mariah Power של Windspire כדי להגביר את האיכות ולמנוע החלקה של גלגלי האוויר:

- פיתח רדיד אוויר חדש כדי להגביר את יעילות המרת הרוח;

- שיפור מפרקי ריתוך;

- סוג משודרג של טבעות ורכיבי הידוק;

- עיצבה ושיפר את מערכת הידוק גלגל האוויר לתמיכה מכנית חזקה יותר.

בשותפות עם MasTech Manufacturing, Mariah Power שיפרה את איכות הייצור כדי לעמוד בעקביות במפרטים, שהיא דרישה קריטית בדרישות ייצור בנפח גבוה:

- השתמש ביציקות עבור רכיבים מרובי חלקים מחושלים;

- רתכים מוסמכים AWS משמשים לספק רכיבים באיכות גבוהה מאוד;

– מהנדס איכות מוסמך ASQ מנהל את תהליך האיכות;

- מדי תקע וטבעות משמשים במהלך בדיקות פונקציונליות ובדיקות איכות.