垂直軸風力タービンとは何ですか？

通常、2つまたは3つのブレードのみで構築される垂直軸風力タービン（VAWT）は、メインロータシャフトが水平ではなく垂直に走る風力タービンの一種です。 これらのタイプのタービンにはさまざまなスタイルがありますが、1つのバージョンはエッグビーターによく似ています。 一方、その動きは、端で回転するコインに似ています。

ほとんどの人は「風力タービン」というフレーズを聞くと、水平軸風力タービン（HAWT）を視覚化します。 HAWTは飛行機のプロペラに非常によく似ています。 人々がHAWTを風力タービンの概念に密接に関連付けている理由は、単純に、垂直軸の風力タービンが水平の風力タービンほど一般的ではないためです。 実際、VAWTは一般に商用目的には使用されず、送電網に接続されることはめったにありません。

もちろん、外観の違いと異なる動作モードにもかかわらず、VAWTとHAWTはどちらも、回転シャフトを使用して風のエネルギーをトルクに変換することで発電します。 つまり、風が風力タービンのブレードをタービンのローターの周りで回転させます。 次に、そのローターがタービンのメインシャフトに接続され、そのメインシャフトが発電機に動力を供給し、発電機が電気を生成します。

垂直軸風力タービンの設計には固有の利点がいくつかあります。 タービンの発電機とギアボックスは地面の近くに配置できるため、メンテナンスが容易になり、初期建設コストが削減されます。 また、HAWTのように風に直面する必要もありません。これにより、風の力を利用する能力が向上し、全体の信頼性が向上します。 製造業者は、VAWTはHAWTの対応製品よりもノイズが少ないと主張しています。

ただし、垂直軸風力タービンに関連する主な欠点は、風速が地面に近いほど低いため、効率が低下することです。 このタイプのタービンは、一般に、HAWTの設計ほど多くの電力を生産できません。 VAWTも自己起動しません。これは、電力網の接続性を妨げるものです。 これらの理由により、コストまたは信頼性が最重要事項である場合、垂直軸風力タービンがしばしば設置に選択されます。 総出力と効率が最も重要な考慮事項である場合、通常は水平軸風力タービンが使用されます。

VAWTの研究は、エネルギー出力を増やし、機械的および空力的ノイズを最小限に抑えるために行われています。 エンジニアは、このタイプの風力タービンを改善して、最終的に風力発電施設の設置スペースが限られている都市景観で広く使用できるようにしたいと考えています。

多くの垂直軸風力タービンの設計タイプの中で、最も一般的に建設される2つのタービンはSavoniousタービンとDarrieusタービンです。 1922年にフィンランドのエンジニアSigurd J. Savoniusがシンプルなドラッグ型タービンを発明し、フランスのエンジニアGeorges Jean Marie Darrieusが1927年に彼のより実用的なリフト型タービンを発明しました。 、航空、ギロミル、およびサイクロタービン。

垂直軸風力タービンのローターの空力に関する詳細な計算は、オンラインで入手できます。