Szacuje się, że wytwarzanie wiatru na małą skalę może obsłużyć od 25% do 45% zapotrzebowania na energię mieszkaniową w USA i Kanadzie. Mieszkańcy zwykle zużywają od 3KW do 5KW mocy miesięcznie, dlatego generator wiatrowy musiałby obsługiwać wymaganie jednofazowe 5KW / miesiąc. Te same generatory energii wiatrowej można skalować w celu obsługi małych firm działających z wyjściami mocy fazowej 3 do 10MW (10,000 KW). Duże farmy wiatrowe obecnie dostarczają energię do sieci w Nebrasce, Kalifornii, Kolorado, a także w wielu lokalizacjach w całym kraju. Jednak wymagania dotyczące zasilania w budynkach mieszkalnych muszą być znacznie prostsze w instalacji, obsługując jedną rezydencję w rozsądnej cenie do zainstalowania.

Turbiny wiatrowe mieszkalne (generatory) potrzebują ładnego wyglądu i cichej pracy z generatora wiatrowego. Z surowym
ceny ropy stale rosną i spadają, napędzane przez chciwych spekulantów naftowych na całym świecie, napędzane zarówno przez koncerny naftowe, jak i producentów ropy naftowej, musimy w inteligentny sposób przejść na energetykę wiatrową i słoneczną na całym świecie. Przewiduje się, że koszt wiatru na małą skalę będzie konkurencyjny w stosunku do paliw kopalnych już w 2010. Zmniejszając wytwarzanie energii z ropy naftowej, zmniejszamy zależność od ropy naftowej z karteli naftowych; zmniejszamy emisję dwutlenku węgla; minimalizujemy skutki finansowe spowodowane przez spekulantów naftowych; a my tworzymy miejsca pracy dla zaawansowanych technologii, obniżamy emisję CO2, jednocześnie osiągając czystszy świat. Ale nie możemy po prostu zmienić się z dnia na dzień, jak domagają się niektórzy ludzie zieleni. Należy to zrobić w przemyślany, metodyczny sposób.

Tradycyjne wiatraki są bardziej złożone i często wykorzystują wysięgniki, aby zapewnić prowadzenie na wiatr, ale sprawiają, że turbiny wiatrowe z osią poziomą lub HAWT są mniej skuteczne w pozyskiwaniu energii wiatru.

Lokalizacja każdej turbiny wiatrowej ma kluczowe znaczenie dla oczekiwanej mocy elektrycznej. Idealnie byłoby, gdyby turbina wiatrowa nie miała żadnych przeszkód między nią a dominującym kierunkiem wiatru, który jest różny w USA i Kanadzie i na całym świecie. W środowisku miejskim pewne turbulencje wiatru są nieuniknione, chyba że turbina jest umieszczona znacznie powyżej otaczających budynków. Należy to zrównoważyć lokalnymi rozporządzeniami kodeksu budowlanego. Przez większość czasu turbulencje otaczających budynków do pewnego stopnia wpłyną na turbinę wiatrową. Jest to główny powód, dla którego zdecydowano się na oś pionową, turbinę wiatrową, VAWT, ponieważ konstrukcje pionowych generatorów wiatrowych nie muszą być skierowane na wiatr, gdy zmienia się kierunek wiatru, aby nadal wytwarzać energię. I odwrotnie, turbina wiatrowa o poziomej osi, HAWT, musi fizycznie obracać się w kierunku wiatru za każdym razem, gdy zmienia się kierunek wiatru, marnując cenne zasoby i dodając niepotrzebną wagę, konserwację i koszty do generatora wiatrowego.

Prawidłowo zaprojektowany VAWT wytwarza 20% - 40% więcej energii niż konwencjonalny generator wiatrowy HAWT o podobnej wielkości, przy tej samej prędkości wiatru w ustalonym okresie czasu. Prawidłowo zaprojektowany VAWT jest zawsze w 100% pod wiatr, ponieważ generator VAWT nie wymaga statecznika, aby utrzymać go w kierunku wiatru, jak wymagają tego wszystkie generatory HAWT. Powody, dla których turbiny wiatrowe są przedmiotem sprzeciwu mieszkańców, budowniczych i komisarzy powiatowych, obejmują ich wpływ wizualny, hałas i wibracje typowego generatora wiatrowego HAWT. Jednak prawidłowo zaprojektowany generator wiatrowy VAWT działa cicho i można go zaprojektować w sposób artystyczny, dlatego właściciel rezydenta, budowniczy i komisarze budowlani są znacznie bardziej skłonni poprosić o generator wiatrowy VAWT zainstalowany w domu mieszkalnym lub małej firmie.

Turbina wiatrowa Mariah Windspire: VAWT

Jedną z bardziej artystycznych, unikalnych i wysoce skutecznych turbin wiatrowych o pionowej osi, VAWT, jest Mariah Windspire®, która obejmuje cztery proste sekcje, chociaż wiele systemów ogranicza się tylko do wirnika i generatora. Windspire działa z pionową turbiną wiatrową ustawioną oddzielnie od wszystkich innych turbin wiatrowych. Został zaprojektowany jako kompletny system, a nie zbiór różnych produkowanych części. Obejmuje on wirnik działający w dowolnym kierunku wiatru, generator wbudowany w turbinę, zintegrowany falownik, zespół bieguna turbiny i bezprzewodowy system monitorowania. Zaletą Windspire jest to, że została zaprojektowana od podstaw w celu zoptymalizowania każdej sekcji, aby zapewnić wytrzymałość i maksymalną wydajność systemu przy najniższym koszcie na kilowatogodzinę. Windspire nie ma wysięgnika, co powoduje naprężenia boczne na szczytach większości turbin.

Wirnik Windspire® wykorzystuje wysoce wydajną konstrukcję giromill z dużą powierzchnią zamiatania dla maksymalnego wychwytywania energii wiatru. Jest wyjątkowy i artystyczny z wysokim, wąskim profilem, który przyciąga wzrok, a co ważniejsze, działa skutecznie i natychmiast przy zmiennych kierunkach wiatru. Wirnik jest wyposażony w kilka sekcji płata, aby zmniejszyć obciążenie i przenieść naprężenia wywołane wiatrem na wał środkowy o wysokiej wytrzymałości. Konstrukcja wirnika pochodzi z obszernego aerodynamicznego komputerowego modelowania w celu maksymalizacji konwersji energii wiatru na energię elektryczną. Zostało to osiągnięte przez wiodącego na świecie eksperta w dziedzinie konstrukcji wirników Darrieus, podczas gdy inny ekspert mechaniczny ukończył modelowanie dynamicznych wibracji, aby zminimalizować drgania strukturalne wywołane harmonicznymi wiatru.

Unikalny i artystyczny generator Windspire został opracowany przez nasz zespół i służył jako katalizator dla całego systemu. Po kilku latach pracy nad wysoce wydajną technologią generatora z magnesem trwałym z rdzeniem powietrznym, Mariah Power została założona w 2005 z integracją generatora z turbiną wiatrową. Technologia generatora jest wyjątkowa na kilka sposobów: po pierwsze, minimalizuje straty indukowane magnetycznie dzięki zastosowaniu specjalnej konstrukcji wirnika i stojana, co zapewnia bardzo wysoką sprawność (do 98%). Po drugie, nie zawiera zębatki, co zapewnia płynny obrót. Po trzecie, a może przede wszystkim, działa najskuteczniej przy niskich prędkościach wiatru. Jest to przeciwieństwo większości generatorów wiatrowych i pozwala Windspire na przechwytywanie większej ilości energii w niższym, bardziej rozpowszechnionym zakresie prędkości wiatru.

Sterowany komputerowo falownik jest przeznaczony wyłącznie dla Windspire i jest zintegrowany bezpośrednio z turbiną. Wykorzystuje śledzenie mocy szczytowej, algorytm oprogramowania do kontrolowania prędkości wirnika i maksymalizacji produkcji energii w szerokim zakresie prędkości wiatru. Falownik chroni Windspire, przykładając hamulce do obrotu turbiny po wykryciu dużych prędkości wiatru. Falownik ma wbudowany bezprzewodowy modem ZigBee, który przesyła informacje o wytwarzaniu energii bezpośrednio do komputera. Oprogramowanie WindSync ™ firmy Winspire jest wykorzystywane do monitorowania wydajności energetycznej Windspire w domu lub biurze. Falownik elektryczny Windspire posiada certyfikaty UL 1741 i IEEE 1547.

Turbina wiatrowa Mariah Windspire wykorzystuje własny, konstrukcyjnie solidny słup, zaprojektowany do wspierania pionowej turbiny Windspire w szerokim zakresie prędkości wiatru. Słup zapewnia ponadwymiarowy system łożysk kulkowych z „smarowanymi na całe życie” łożyskami mechanicznymi, zapewniającymi bezobsługową pracę. Nawet konstrukcja słupa zapewnia strukturalne tłumienie drgań dla płynnej pracy. Wykonany ze stali o wysokiej wytrzymałości i oparty na zawiasach u podstawy, podniesienie Windspire jest szybkie i łatwe, a typowa instalacja jest ukończona w ciągu zaledwie trzech godzin. Instalacja nie wymaga ciężkiego sprzętu, dzięki czemu instalacja w domu lub biurze jest bardzo korzystna.

Prosta instalacja, dom lub firma	Windspire, Business
Testy w terenie w trudnych warunkach	Windspire, Home

Mariah Windspire Turbine Technology Zalety w stosunku do tradycyjnych turbin wiatrowych

Mariah Power to firma zajmująca się technologią wiatrową, której celem jest ciągłe doskonalenie naszej technologii turbin wiatrowych. Zespół inżynierów elektryków i mechaników Windspire koncentruje się na poprawie jakości projektowania i wydajności konwersji mocy Windspire. Ponad 100 Windspires uczestniczył w różnych programach testowych w różnych lokalizacjach w całych Stanach Zjednoczonych. Dzięki temu programowi Windspire był w stanie zidentyfikować, gdzie poprawić projekt turbiny w szerokim zakresie suchych i mokrych klimatów, zimnych i gorących klimatów, w wyniku czego powstała wysoce niezawodna turbina wiatrowa pracująca zasadniczo bez konserwacji w większości sytuacji wiatrowych występujących w USA, Kanada i Ameryka Południowa. Mariah zaktualizowała urządzenia polowe o nową technologię, gdy rozwiązania stały się dostępne za pośrednictwem dealerów Mariah Power. Poniżej znajduje się lista głównych udoskonaleń technologicznych turbin wiatrowych Mariah Windspire:

Aby poprawić długowieczność i rozwiązać problemy modalne Windspire, Mariah Power wyeliminowała problemy z frettingiem i korozją:

- Zaprojektowano sztywniejsze, proste pionowe wały, zwiększając grubość płyty podstawy;

- Opracowano nową metodę zaciskania, aby wyeliminować fretting pionowego słupa;

- Ulepszone wykończenie zewnętrzne w celu zwiększenia ochrony przed warunkami atmosferycznymi i korozją;

- Dodano powłokę ochronną o najwyższej odporności na mgłę morską do odsłoniętych elementów stalowych.

Aby zwiększyć niezawodność elektryczną, moc wyjściową i bezpieczeństwo, Mariah Power nieustannie poszukuje ulepszeń w konstrukcji falownika:

- Zmieniono transformator elektryczny, aby obniżyć temperaturę roboczą podczas konwersji mocy

- Dodano termiczne wykrywanie ciepła, aby zmaksymalizować moc wyjściową (moc)

- Ulepszone sterowanie sprzętem i oprogramowaniem układowym zapewniające lepsze zarządzanie mocą wyjściową w stosunku do prędkości wiatru.

Ulepszenia wirnika Mariah Power w Windspire w celu zwiększenia jakości i wyeliminowania poślizgu płatów:

- Opracowano nowe folie powietrzne w celu zwiększenia wydajności konwersji wiatru;

- Ulepszone połączenia spawalnicze;

- Ulepszona klasa pierścieni i elementów mocujących;

- Przeprojektowano i ulepszono system mocowania płata w celu uzyskania mocniejszego wsparcia mechanicznego.

Nawiązując współpracę z MasTech Manufacturing, Mariah Power poprawiła jakość produkcji, aby konsekwentnie spełniać specyfikacje, co jest kluczowym wymogiem w przypadku dużych wymagań produkcyjnych:

- Używać odlewów do kutych elementów wieloczęściowych;

- spawarki z certyfikatem AWS służą do dostarczania bardzo wysokiej jakości komponentów;

- Certyfikowany inżynier jakości ASQ zarządza procesem jakości;

- Sprawdziany trzpieniowe i pierścieniowe są używane podczas testów funkcjonalnych i kontroli jakości.