| 
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:
- są one bardziej bezpieczne niż turbiny klasyczne,
- 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;