Vertikalni generatori vjetra s rotorom Daria

Vjetroelektrani temeljeni na turbinama horizontalne osi nisu jedino moguće rješenje za visokokvalitetnu pretvorbu energije vjetra u električnu energiju. Postoje i drugi dizajni koji ponekad pokazuju veću učinkovitost od aksijalnih turbina. Primjer takvog alternativnog dizajna je Daria generator vertikalnog rotora.

Ovo neobično rješenje predložio je još 1931. godine francuski dizajner zrakoplova Georges Darier, koji je sebi postavio zadatak stvoriti takav generator vjetra koji će raditi u bilo kojem smjeru vjetra, a da ne zahtijeva strogu orijentaciju.

Predloženo je rotor generatora smjestiti zajedno s uskim lopaticama okomito, tako da i pri slabim i jakim vjetrovima značajan dio protoka zraka ne susreće značajno aerodinamičko povlačenje, već izravno pritišće na radne površine lopatica, što dovodi do njihove rotacije.

S ovog gledišta, čak je i rotor Savonius, koji je 1922. godine predložio finski inženjer Sigurd Savonius, inferiorniji, budući da ima ograničenje učinkovitosti pri velikim brzinama vjetra. Darier-ov rotor zauzvrat je lišen ovih nedostataka, iako nema tako detaljan matematički opis rada kao njegov prethodnik.

Znakovito je da Darier-ov rotor u svojim najboljim performansama ima tri aerodinamična krila, koja su postavljena na radijalno smještene vodoravne grede, na udaljenosti od središnje osi rotora.

Zbog toga je priroda strujanja zraka oko krila rotora Daria komplicirana, ali brzina generatora u potpunosti eliminira ovaj prividni nedostatak. Iako, na primjer, turbine horizontalne osi i isti Savonius-ov rotor gube svoju učinkovitost pri jakim vjetrovima, Darier-ov rotor okreće se oko 3,5 puta brže u sličnim uvjetima i ne uzrokuje probleme s ravnotežom.

Okomito smještena rotirajuća osovina praktički ne utječe negativno na rad generatora vjetra s Darijevim rotorom, već pridonosi učinkovitosti jer je prilično tanka. U takvim je uvjetima buka koju uređaj proizvodi mnogo niža od buke vjetroelektrana horizontalne osi, što više podsjeća na velike ventilatore s propelerima.

Ovdje zračni tok ravnomjerno teče oko lopatica i cijelog generatora u bilo kojem smjeru, što, usput, osigurava ogromnu brzinu tako jedinstvenog rotora. U isto vrijeme, vjetroelektrane s Daria rotorom su jednostavne za proizvodnju, ovdje čak i nije potreban profil propelera.

Međutim, pošteno, vrijedno je primijetiti neke nedostatke takvih dizajna. Zbog Magnusovog efekta, jarbol generatora s Darierovim rotorom doživljava značajna opterećenja, tako da se dizajn mora izvesti vrlo točno, a do danas ne postoji odgovarajući matematički model. I povratni učinak bilo kojeg vjetroelektrana tijekom vremena je dug. Iz tog razloga, proizvođači vjetrogeneratora s vodoravnom osom ne žure se s odbacivanjem tehnologije koja radi već godinama.

Kako napraviti generator vjetra za autonomno napajanje električnom energijom kod kuće

Comments

[#1 Pavle]

Mnogi zbunjuju različite vrste vertikalnih generatora vjetra. Najčešće opcije su sa rotorima Sivonius, Daria i spiralnim rotorom.Najjednostavniji vertikalni model je rotorska jedinica Savonius. Ima dvije ili više lopatica koje su šuplje polucilindri (cilindri su izrezani na pola okomito). Postoje različite mogućnosti za položaj i dizajn ovih noževa: simetrično postavljeni, preklapajući se, s aerodinamičkim profilom. Sljedeća okomita struktura je Darier-ov rotor. Oštrice su krila s aerodinamičkim profilom. Mogu biti lučno oblikovani, spiralni u obliku slova H. Druga vrsta vertikalne montaže je spiralni rotor. Opremljen je noževima koji su uvijeni duž osi potpora. Postoji i opcija vertikalnog generatora vjetra s mnogo lopatica. Ovo je dizajn s dva reda okomitih lopatica - vanjskim i unutarnjim. U strukturnom smislu svi su slični. Općenito, vjetroagregate ovog tipa karakterizira prilično visoka učinkovitost i iznenađuje da dosad nisu pronašli široku distribuciju. Usput, unatoč velikoj količini raznih informacija, izrada generatora vjetra vlastitim rukama nije lako. To zahtijeva određene vještine i znanja iz područja mehanike, elektrotehnike i elektronike. Ali za ljude s tim znanjem, ovaj je zadatak sasvim moguć. Pored toga, improvizirani generator vjetra koštat će znatno manje od kupljene konstrukcije.