Vad är en vertikal axelvindturbin?

Vanligtvis byggd med bara två eller tre blad, är en vertikal axel vindkraftverk (VAWT) en typ av vindkraftverk där huvudrotoraxeln går vertikalt snarare än horisontellt. Även om det finns olika stilar av dessa typer av turbiner, ser en version ungefär ut som en äggkloba. Dess rörelse, å andra sidan, liknar ett mynt som snurrar på kanten.

När de flesta hör uttrycket ”vindkraftverk”, visualiserar de en vindkraftverk med horisontell axel (HAWT). En HAWT ser mycket ut som en flygplanspropell. Anledningen till att människor nära associerar en HAWT med vindkraftkonceptet beror helt enkelt på att vindkraftverkets vertikala axel inte är lika vanligt som dess horisontella motsvarighet. Faktum är att VAWT: er vanligtvis inte används för kommersiella ändamål, och de är sällan anslutna till elnät.

Trots deras skillnader i utseende och deras distinkta driftsätt genererar naturligtvis både VAWT och HAWT elektricitet genom att konvertera vindens energi till vridmoment med hjälp av en roterande axel. Det vill säga vind vrider vindturbinens blad runt turbinens rotor. Den rotorn är i sin tur ansluten till turbinens huvudaxel, och den huvudaxeln driver en generator som genererar el.

Det finns vissa fördelar med vindkraftverkets vertikala axel. Turbinens generator och växellåda kan placeras nära marknivån, vilket underlättar underhållet och sänker de initiala byggkostnaderna. De behöver inte heller möta vinden som HAWT, vilket ökar deras förmåga att utnyttja vindkraften och därmed förbättra deras totala tillförlitlighet. Tillverkarna hävdar också att VAWT är mindre bullrigt än HAWT-motsvarigheten.

Den primära nackdelen med vindkraftverk med vertikal axel är emellertid att dess effektivitet minskas eftersom vindhastigheterna är lägre nära marken. Den här typen av turbin kan generellt inte producera så mycket el som HAWT-konstruktionen. VAWT: er startar inte heller heller, vilket är ett hinder för anslutning till elnätet. Av dessa skäl väljs ofta vindkraftverk för vertikal axel för installation när kostnad eller tillförlitlighet är det viktigaste problemet. När total effekt och effektivitet är de viktigaste övervägandena används vindkraftverk för horisontell axel.

Forskning görs på VAWT: er i ett försök att öka deras energiproduktion och minimera deras mekaniska och aerodynamiska brus. Ingenjörer hoppas kunna förbättra denna typ av vindkraftverk så att den så småningom kan användas i stor utsträckning i stadslandskap där platsen för vindkraftsanläggningar är begränsad.

Av de många typerna för konstruktion av vindkraftverk med vertikal axel är de två vanligaste konstruktionerna Savonious och Darrieus-turbinerna. En finsk ingenjör vid namn Sigurd J. Savonius uppfann den enkla, dragformiga turbinen 1922, och den franska ingenjören Georges Jean Marie Darrieus uppfann sin mer praktiska lyftturbin 1927. Andra typer av vindkraftverk med vertikal axel inkluderar turbyen, tystrevolutionen , aerotektur, giromill och cykloturbin.

Detaljerade beräkningar avseende den vertikala axeln vindkraftverkets aerodynamik är tillgängliga online.