Větrná turbína s vertikální osou: Jak to funguje, výhody a nevýhody

Tato zařízení přeměňují kinetickou energii větru na mechanickou energii otáčení hnacího hřídele. Vertikální osa větrné turbíny je spojena s rotorem, který také pracuje ve svislé poloze. Rotor a generátor jsou umístěny ve spodní části věže.

Lopatky větrného mlýna jsou připojeny přímo k centrální hřídeli spojené s rotorem generátoru. Generátor je umístěn ve spodní části instalace, někdy dokonce na úrovni země.

Když se tedy listy vrtule otáčejí, rotor generátoru se také začne pohybovat a je tedy možné vyrábět elektřinu.

Video: provoz generátoru se svislou osou otáčení

Uvažované větrné mlýny nevyžadují další zařízení, které určuje směr větru a přizpůsobuje mu polohu větrného mlýna. Na větrných generátorech s vodorovnou osou otáčení funguje jako takové zařízení speciální ocasní list.

Tyto turbíny jsou navíc odolnější vůči turbulencím než standardní horizontální.

Uvádíme některé modely takových generátorů, které jsou dnes k dispozici: Giromill, rotor Darrieus, větrné mlýny s rotujícími plachtami a turbíny Savonius.

Výhody

Hlavní výhodou je ortogonální umístění osy rotoru, což umožňuje umístění zařízení blízko povrchu země. Větrný generátor a převodový mechanismus jsou tedy umístěny ve stejné výšce a pro jejich instalaci nevyžadují konstrukci vysokých konstrukcí.
Turbína navíc nemusí být orientována po směru větru, díky čemuž je její obsluha velmi snadná.
Použití vertikálních větrných generátorů poskytuje vysoký efekt, když jsou instalovány na vrcholcích kopců, stolových hor, podél horských hřebenů a na jiných místech, kde jsou přítomny turbulentní proudění vzduchu blízko zemského povrchu.
V místech, kde je zakázáno umístění vysokohorských větrných turbín, lze umístit vertikální. Zároveň ušetříte peníze a čas, který byste si vyžádali získání příslušných schválení pro vývoj a instalaci vysokověžových instalací větrných turbín s horizontálním hřídelem.
Nespornou výhodou zařízení s vertikální hřídelí je také jejich schopnost otáčet se v libovolném směru spolu s větrem.

Omezení

Jednou z nevýhod vertikálních turbín je jejich nízká účinnost v oblastech stálého větru. To je způsobeno vysokou odporovou silou působící na opačné straně, když se snaží zachytit pohybující se proud vzduchu. Proto na pláních a dalších místech s převládajícím konstantním prouděním větru jsou horizontální větrné turbíny nejlepší volbou. Umožňují nejúplnější využití větrné energie v těchto oblastech. V případě turbulentního proudění v blízkosti zemského povrchu se doporučuje používat ortogonální větrné turbíny.
Další nevýhodou vertikálních větrných turbín je možnost zničení vrtulových listů. Je to dáno tím, že při otáčení kolem hlavní osy na ně neustále působí odstředivé síly. To znamená, že v průběhu času se čepele ohýbají, praskají a kolabují. Pokud se rozbijí, je celý stroj mimo provoz.
Pokud umístíte větrný mlýn vedle budovy, nebude fungovat, protože je v mrtvém vzdušném prostoru.