Pozioma oś obrotu
Pionowa oś obrotu
Współczynniki mocy
Modelowanie wymiarów łopaty
Moc i moment mechaniczny
Sposoby sterowania
Metody oceny wydajności energetycznej
Formularz kontaktowy
Najczęściej zadawane pytania
Aktualności
Literatura elektrownie wiatrowe
Płaty nośne silnika z pionową osią obrotów są tak rozmieszczone, że pod działaniem wiatru przesuwają się w jego kierunku. Do silników tych zalicza się silniki karuzelowe, Savoniusa i Darrieusa. Silniki te charakteryzują się prostą budową i brakiem potrzeby stosowania układu naprowadzania na kierunek wiatru. Silniki Darrieusa posiadają zasadniczą wadę, jaką jest prawie zerowy moment rozruchowy. Sposobem rozwiązanie tego problemu jest dodatkowy napęd np. z silnikiem Savoniusa. Silniki Savoniusa, przeciwnie do Darrieusa, cechują się duży momentem rozruchowym. Dodatkową zaletą jest odporność na działanie wiatru o prędkości nawet do 60 [m/s]. Natomiast wadą tego rozwiązania konstrukcyjnego jest mała sprawność.
Silniki wiatrowe z pionową osią obrotów w oparciu o konstrukcję turbiny Darrieusa osiągają współczynnik wykorzystania wiatru Cp=0,37 natomiast Savoniusa odpowiednio Cp=0,18 dla konstrukcji z (rys. a) oraz Cp=0,23 dla turbiny z (rys. b) [53]
Rysunek - Kształty rotorów Savoniusa: a) z płaszczyznami półwalcowymi, b) ze spłaszczonymi powierzchniami
Wirnik Savoniusa dzięki swojej konstrukcji posiada niewielki ciężar własny i przez to uzyskuje bardzo krótki moment rozruchowy. Ponieważ opór przepływu wypukłego płata jest większy niż wklęsłego płata, przepływy wiatru przechodzącego z określonego kierunku będą wlatywały na wklęsłą stronę i przez kanał przepływowy opuszczają wirnik z drugiej strony po oddaniu energii kinetycznej [40].
Najlepszym sposobem porównania powyższych konstrukcji turbin jest określenie wymaganych rozmiarów dla uzyskania odpowiedniej mocy przy takiej samej prędkości wiatru. Poniżej przedstawione są wyniki porównania rozwiązań konstrukcyjnych osiągających moc wyjściową 3,3 [kW] dla prędkości wiatru 5,6 [m/s] (tabela poniżej).
Tabela - Porównanie rozwiązań konstrukcyjnych osiągających moc wyjściową 3,3 [kW] dla prędkości wiatru 5,6 [m/s] [53]
Szczególnie ważnym współczynnikiem z ekonomicznego punktu widzenia jest wielkość Q. Ważne jest przecież osiągnięcie największych możliwych wartości mocy przy małych nakładach finansowych. Na podstawie tab. 2.2.4 uzyskana została odpowiedź dotycząca wykorzystania w przemyśle energetycznym przede wszystkim wirników z poziomą osią obrotów. Sposobem zwiększenia sprawności przetwarzania energii wiatrowej jest zastosowanie dyfuzora. Spośród pozostałych turbin zauważalne jest zainteresowanie szczególnie konstrukcją Savoniusa w zastosowaniu dla potrzeb energetycznych typowego domu jednorodzinnego. Zainteresowanie to spowodowane jest przede wszystkim małymi wymiarami umożliwiającymi montaż małej elektrowni wiatrowej na małym budynku mieszkalnym.
