VAWT

Turbiny o pionowej osi VAWT

Zasada działania turbiny wiatrowej

Turbina wiatrowa to urządzenie, które przetwarza darmową energię wiatru na energię elektryczną. Wiejący wiatr porusza łopaty wirnika, który z kolei wprowadza w ruch generator. W generatorze powstaje prąd elektryczny.

Rozróżniamy dwa podstawowe typy konstrukcji turbin wiatrowych:

turbiny o poziomej osi obrotu typu HAWT (horizontal axis wind turbine) rozwiązanie klasyczne;

turbiny o pionowej osi obrotu typu VAWT (vertical axis wind turbine).

W konstrukcjach typu VAWT rozróżniamy:

konstrukcje wykorzystujące siłę parcie wiatru (turbiny Savoniusa);
konstrukcje wykorzystujące siłę aerodynamiczną powstającą na łopatach wirnika (turbiny Darrieusa).

Dlaczego warto zainteresować się turbinami typu VAWT?

Konstrukcje typu HAWT są powszechnie stosowane i na dzień dzisiejszy możliwości ich dalszej optymalizacji są ograniczone. Turbiny typu VAWT są znane od lat, a ich rozwój ograniczały możliwości materiałowe i technologiczne. Rozwój technologii kompozytowych, stosowanych w konstrukcjach elektrowni wiatrowych, otworzył nowe możliwości dla konstrukcji turbin o pionowej osi obrotu, wykorzystujących siłę aerodynamiczną. Ocenia się, że w najbliższych latach nastąpi dynamiczny rozwój tego typu konstrukcji.

Do podstawowych zalet konstrukcji VAT, wykorzystujących siłę aerodynamiczną należą:

potencjalnie znacznie wyższa sprawność aerodynamiczna w stosunku do turbin klasycznych (obecnie ok. 30% sprawności),
prosta konstrukcja, umożliwiająca długoletnie użytkowanie przy niskich kosztach eksploatacji,
efektywne wykorzystanie energii wiatru o różnej prędkości bez zmiany geometrii wirnika,
niezakłócona praca turbiny przy zmiennym kierunku wiatru, bez konieczności „nastawiania na wiatr”,
wirniki turbin są urządzeniami wolnoobrotowymi, co powoduje, że:
1. są one bardziej bezpieczne niż turbiny klasyczne,
2. pracują znacznie ciszej niż śmigła turbin klasycznych.

Ze względu na tak liczne zalety tego typu konstrukcji, uważamy, że przyszłość elektrowni wiatrowych należeć będzie do konstrukcji o pionowej osi obrotu.

Dlaczego warto zainteresować się turbinami typu VAWT?
Oto kilka powodów:

praca turbin VAWT przy prędkości wiatru już od 2 m/s;
znacznie większa sprawność turbin VAWT, niż przy poziomej osi obrotu;
niezakłócona praca turbin VAWT przy zmiennym wietrze;
prawidłowa praca turbin VAWT na terenach zurbanizowanych, również w centrach miast;
możliwość umieszczania turbin VAWT bezpośrednio na budynkach;
turbiny VAWT są bezpieczne dla ptaków;
śmigła turbin VAWT pracują znacznie ciszej, niż śmigła turbin o poziomej osi;
turbiny VAWT charakteryzują zredukowane do minimum wibracje;
prosta konstrukcja turbin VAWT powoduje, że są łatwe w montażu;
nie wymagają wysokich masztów (przy korzystnych warunkach otoczenia wystarcza wysokość 4 m nad poziomem terenu);

turbiny VAWT wytwarzane są z najwyższej jakości materiałów (w tym z kompozytów), co gwarantuje trwałość i bezawaryjną pracę systemu;
turbiny VAWT są elektronicznie sterowane i kontrolowane;