Vertikálne veterné generátory s rotorom Daria

Veterné generátory založené na turbínach s horizontálnou osou nie sú jediným možným riešením kvalitnej premeny veternej energie na elektrickú energiu. Existujú aj iné konštrukcie, ktoré niekedy vykazujú vyššiu účinnosť ako axiálne turbíny. Príkladom takejto alternatívnej konštrukcie je Daria vertikálny rotorový veterný generátor.

Toto neobvyklé riešenie navrhol už v roku 1931 francúzsky konštruktér lietadiel Georges Darier, ktorý si sám stanovil za úlohu vytvoriť taký veterný generátor, ktorý by pracoval v ľubovoľnom smere vetra bez toho, aby vyžadoval prísnu orientáciu.

Navrhlo sa umiestniť rotor generátora spolu s úzkymi lopatkami vertikálne tak, aby pri nízkom aj silnom vetre značná časť prúdu vzduchu nespĺňala významný aerodynamický odpor, ale priamo tlačila na pracovné povrchy lopatiek, čo viedlo k ich rotácii.

Z tohto hľadiska je dokonca aj Savonius rotor, navrhnutý v roku 1922 fínskym inžinierom Sigurdom Savoniusom, horší, pretože má obmedzenú účinnosť pri vysokých rýchlostiach vetra. Darierov rotor je zase bez týchto nedostatkov, hoci nemá taký podrobný matematický opis svojej práce ako jeho predchodca.

Je pozoruhodné, že Darierov rotor má vo svojom najlepšom výkone tri aerodynamické krídla, ktoré sú namontované na radiálne umiestnené horizontálne lúče v určitej vzdialenosti od centrálnej osi rotora.

Z tohto dôvodu je povaha prúdenia vzduchu okolo krídel Daria rotora komplikovaná, ale rýchlosť generátora úplne eliminuje túto zjavnú nevýhodu. Zatiaľ čo napríklad turbíny s horizontálnou osou a ten istý Savonius rotor strácajú svoju účinnosť pri silnom vetre, rotor Darier rotuje za podobných podmienok asi 3,5-krát rýchlejšie a nespôsobuje problémy s vyrovnávaním.

Vertikálne umiestnený rotačný hriadeľ prakticky nemá negatívny vplyv na činnosť veterného generátora s Darierovým rotorom, ale skôr prispieva k účinnosti, pretože je pomerne tenký. Za týchto podmienok je hluk produkovaný zariadením omnoho nižší ako hluk generátorov veterných elektrární s horizontálnou osou, čo viac pripomína veľké ventilátory s vrtuľami.

Prúd vzduchu tu prúdi okolo lopatiek a celého generátora v akomkoľvek smere rovnomerne, čo mimochodom poskytuje obrovskú rýchlosť takého jedinečného rotora. Súčasne sa dajú veterné generátory s rotorom Daria vyrábať jednoducho, nie je tu potrebný ani profil vrtule.

Za spravodlivých okolností však stojí za zmienku niektoré z nedostatkov takýchto návrhov. V dôsledku Magnusovho efektu spôsobuje stožiar generátora s Darierovým rotorom značné zaťaženie, takže konštrukcia sa musí vykonávať veľmi presne a dodnes neexistuje vhodný matematický model. A návratnosť všetkých veterných generátorov v priebehu času je dlhá. Z tohto dôvodu výrobcovia veterných generátorov s horizontálnou osou neponáhľajú vyradiť technológiu, ktorá funguje už roky.

Ako vyrobiť veterný generátor pre autonómne napájanie doma

Comments

[#1 Paul]

Mnohé si zamieňajú rôzne typy vertikálnych veterných generátorov. Najbežnejšie možnosti sú s rotormi Sivonius, Daria a so špirálovým rotorom.Najjednoduchším vertikálnym modelom je rotorová jednotka Savonius. Má dva alebo viac lopatiek, ktoré sú dutými polvalcami (valce sú rozrezané na polovicu vertikálne). Umiestnenie a konštrukcia týchto nožov sú rôzne: symetricky inštalované, prekrývajúce sa s aerodynamickým profilom. Ďalšou vertikálnou štruktúrou je Darierov rotor. Jeho čepele sú krídlami s aerodynamickým profilom. Môžu byť klenuté, špirály tvaru H. Iným typom vertikálnej zostavy je špirálový rotor. Je vybavený čepeľami, ktoré sú skrútené pozdĺž osi podpery. K dispozícii je tiež možnosť vertikálneho veterného generátora s mnohými lopatkami. Jedná sa o konštrukciu s dvoma radmi vertikálnych čepelí - vonkajšou a vnútornou. Štrukturálne sú všetky podobné. Všeobecne sa veterné turbíny tohto typu vyznačujú pomerne vysokou účinnosťou a je prekvapujúce, že doteraz nenašli široké rozdelenie. Mimochodom, napriek veľkému množstvu rôznych informácií nie je ľahké vyrobiť veterný generátor vlastnými rukami. Vyžaduje si to určité zručnosti a znalosti v oblasti mechaniky, elektrotechniky a elektroniky. Ale pre ľudí s týmito znalosťami je táto úloha celkom možná. Okrem toho bude provizórny veterný generátor stáť podstatne menej ako zakúpená konštrukcia.