Co je větrná turbína s vertikální osou?
Větrná turbína s vertikální osou (VAWT) je obvykle postavena pouze se dvěma nebo třemi lopatkami, což je typ větrné turbíny, v níž hlavní hřídel rotoru běží spíše vertikálně než horizontálně. Ačkoli existují různé styly těchto typů turbín, jedna verze vypadá podobně jako šlehač. Jeho pohyb, na druhé straně, je podobný jako mince točí se na jeho okraji.
Když většina lidí uslyší frázi „větrná turbína“, vizualizuje větrnou turbínu na vodorovné ose (HAWT). HAWT vypadá velmi podobně jako vrtule letadla. Důvod, proč lidé úzce spojují HAWT s konceptem větrné turbíny, je jednoduše proto, že vertikální osa větrná turbína není tak běžná jako její horizontální protějšek. Ve skutečnosti se VAWT obvykle nepoužívají pro komerční účely a jsou zřídka připojeny k elektrickým rozvodným sítím.
VAWT i HAWT samozřejmě vytvářejí elektřinu přeměnou energie větru na točivý moment pomocí rotujícího hřídele, a to i přes rozdíly v jejich vzhledu a odlišných režimech provozu. To znamená, že vítr otáčí lopatky větrné turbíny kolem rotoru turbíny. Tento rotor je zase připojen k hlavnímu hřídeli turbíny a tento hlavní hřídel pohání generátor, který generuje elektřinu.
Konstrukce větrné turbíny na vertikální ose má některé výhody. Generátor a převodovka turbíny mohou být umístěny blízko úrovně země, což usnadňuje údržbu a snižuje počáteční stavební náklady. Také nemusí čelit větru jako HAWT, což zvyšuje jejich schopnost využít sílu větru a tím zvyšuje jejich celkovou spolehlivost. Výrobci také tvrdí, že VAWT je méně hlučný než jeho protějšek HAWT.
Hlavní nevýhoda spojená s vertikální osou větrné turbíny je však v tom, že její účinnost je snížena, protože rychlosti větru jsou nižší blízko země. Tento typ turbíny obecně není schopen produkovat tolik elektřiny, kolik je v provedení HAWT. VAWT se také nespustí, což je překážkou pro připojení k energetické síti. Z těchto důvodů je vertikální osa větrná turbína často vybrána pro instalaci, pokud jsou náklady nebo spolehlivost prvořadým zájmem. Pokud je nejdůležitějším faktorem celkový výkon a účinnost, obvykle se používá větrná turbína na vodorovné ose.
Výzkum VAWT probíhá ve snaze zvýšit jejich energetický výkon a minimalizovat jejich mechanický a aerodynamický šum. Inženýři doufají, že zdokonalí tento typ větrné turbíny tak, aby mohl být nakonec široce používán v městských krajích, kde je prostor pro instalace větrných farem omezený.
Z mnoha konstrukčních typů větrných turbín s vertikální osou jsou dva nejčastěji konstruované turbíny Savonious a Darrieus. Finský inženýr jménem Sigurd J. Savonius vynalezl jednoduchou, tažnou turbínu v roce 1922 a francouzský inženýr Georges Jean Marie Darrieus vynalezl jeho praktičtější výtahovou turbínu v roce 1927. Mezi další konstrukční typy větrných turbín s vertikální osou patří turbín, tichá revoluce , aerotecture, giromill a cycloturbine.
Podrobné výpočty týkající se aerodynamiky rotoru větrné turbíny na vertikální ose jsou k dispozici online.