Τι είναι μια ανεμογεννήτρια κατακόρυφου άξονα;

Τυπικά κατασκευασμένο με μόνο δύο ή τρεις λεπίδες, μια ανεμογεννήτρια κατακόρυφου άξονα (VAWT) είναι ένας τύπος ανεμογεννήτριας στον οποίο ο κύριος άξονας του ρότορα τρέχει κάθετα και όχι οριζόντια.Αν και υπάρχουν διαφορετικά στυλ αυτών των τύπων στροβίλων, μια έκδοση μοιάζει πολύ με ένα eggbeater.Η κίνηση του, από την άλλη πλευρά, είναι παρόμοια με ένα νόμισμα που περιστρέφεται στην άκρη του.

Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι ακούν τη φράση "ανεμογεννήτρια", απεικονίζουν μια οριζόντια ανεμογεννήτρια άξονα (Hawt).Ένα Hawt μοιάζει πολύ με μια έλικα αεροπλάνου.Ο λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι συνδέουν στενά ένα hawt με την έννοια της ανεμογεννήτριας είναι απλώς και μόνο επειδή η ανεμογεννήτρια κατακόρυφου άξονα δεν είναι τόσο κοινή όσο το οριζόντιο αντίστοιχο.Στην πραγματικότητα, τα VAWTs γενικά δεν χρησιμοποιούνται για εμπορικούς σκοπούς και σπάνια συνδέονται με ηλεκτρικά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.

Φυσικά, παρά τις διαφορές τους στην εμφάνιση και τους ξεχωριστούς τρόπους λειτουργίας τους, τόσο το VAWT όσο και το Hawt παράγουν ηλεκτρική ενέργεια μετατρέποντας την ενέργεια του ανέμου σε ροπή χρησιμοποιώντας έναν περιστρεφόμενο άξονα.Δηλαδή, ο άνεμος μετατρέπει τις λεπίδες της ανεμογεννήτριας γύρω από τους στροβίλους.Αυτός ο ρότορας, με τη σειρά του, συνδέεται με τον κύριο άξονα των στροβίλων και ότι ο κύριος άξονας εξουσιάζει μια γεννήτρια, η οποία παράγει την ηλεκτρική ενέργεια.Η γεννήτρια και το κιβώτιο ταχυτήτων της στροβίλης μπορούν να τοποθετηθούν κοντά στο επίπεδο του εδάφους, διευκολύνοντας τη συντήρηση και μειώνοντας το αρχικό κόστος κατασκευής.Επίσης, δεν χρειάζεται να αντιμετωπίσουν τον άνεμο σαν Hawts, γεγονός που αυξάνει την ικανότητά τους να αξιοποιούν τη δύναμη του ανέμου και έτσι να ενισχύσει τη συνολική αξιοπιστία τους.Οι κατασκευαστές υποστηρίζουν επίσης ότι το VAWT είναι λιγότερο θορυβώδες από το αντίστοιχο του Hawt.

Το κύριο μειονέκτημα που σχετίζεται με την ανεμογεννήτρια κατακόρυφου άξονα, ωστόσο, είναι ότι η αποτελεσματικότητά του μειώνεται επειδή οι ταχύτητες του ανέμου είναι χαμηλότερες κοντά στο έδαφος.Αυτός ο τύπος στροβίλου γενικά δεν είναι σε θέση να παράγει τόσο ηλεκτρικό ρεύμα όσο το σχεδιασμό του Hawt.Οι VAWTs δεν έχουν αυτο-εκκίνηση, το οποίο αποτελεί εμπόδιο στη συνδεσιμότητα του ηλεκτρικού δικτύου.Για τους λόγους αυτούς, η ανεμογεννήτρια κατακόρυφου άξονα επιλέγεται συχνά για εγκατάσταση όταν το κόστος ή η αξιοπιστία είναι η πρωταρχική ανησυχία.Όταν η συνολική παραγωγή και η απόδοση είναι οι πιο σημαντικές εκτιμήσεις, χρησιμοποιείται τυπικά ο οριζόντιος άξονας ανεμογεννήτριας.

Η έρευνα γίνεται σε VAWTS σε μια προσπάθεια να αυξήσει την ενεργειακή τους παραγωγή και να ελαχιστοποιηθεί ο μηχανικός και αεροδυναμικός θόρυβος τους.Οι μηχανικοί ελπίζουν να βελτιώσουν αυτόν τον τύπο ανεμογεννήτριας έτσι ώστε να μπορούν τελικά να χρησιμοποιηθούν ευρέως σε αστικά τοπία όπου ο χώρος για εγκαταστάσεις αιολικής ενέργειας είναι περιορισμένος.

Από τους πολλούς τύπους σχεδιασμού ανεμογεννήτριας κατακόρυφου άξονα, οι δύο πιο συχνά κατασκευασμένοι είναι οι Savonious και οι Turbines Darrieus.Ένας φινλανδός μηχανικός που ονομάζεται Sigurd J. Savonius εφευρέθηκε ο απλός στρόβιλος τύπου drag το 1922 και ο γαλλικός μηχανικός Georges Jean Marie Darrieus εφευρέθηκε ο πιο πρακτικός του στρόβιλος τύπου ανελκυστήρα το 1927. Άλλοι τύποι σχεδιασμού ανεμογεννήτριας του κατακόρυφου άξονα περιλαμβάνουν το Turby, το QuietRevolution., Aerotecture, Giromill και Cycloturbine.Οι λεπτομερείς υπολογισμοί σχετικά με την αεροδυναμική του ρότορα του κατακόρυφου άξονα είναι διαθέσιμοι στο διαδίκτυο.