Вертикални вятърни генератори с ротор Дария

Вятърните генератори, базирани на турбини с хоризонтална ос, не са единственото възможно решение за висококачественото преобразуване на вятърната енергия в електрическа енергия. Има и други дизайни, които понякога показват по-голяма ефективност от аксиалните турбини. Пример за такъв алтернативен дизайн е вертикален роторен генератор на Daria.

Това необичайно решение е предложено още през 1931 г. от френския конструктор на самолети Жорж Дариер, който си е поставил задачата да създаде такъв ветрогенератор, който да работи във всяка посока на вятъра, без да изисква строга ориентация.

Беше предложено да се позиционира роторът на генератора заедно с тесни лопатки вертикално, така че както при слаби, така и при силни ветрове, значителна част от въздушния поток не среща значително аеродинамично съпротивление, а директно натиска върху работните повърхности на лопатките, което води до тяхното въртене.

От тази гледна точка дори роторът Savonius, предложен през 1922 г. от финландския инженер Сигурд Савониус, е по-нисък, тъй като има ограничение на ефективността при високи скорости на вятъра. Роторът на Дарие от своя страна е лишен от тези недостатъци, въпреки че няма толкова подробно математическо описание на работата си като предшественика си.

Прави впечатление, че роторът на Darier в най-добрите си показатели има три аеродинамични крила, които са монтирани на радиално разположени хоризонтални греди на известно разстояние от централната ос на ротора.

Поради тази причина естеството на въздушния поток около крилата на ротора Дария е сложно, но скоростта на генератора елиминира напълно този очевиден недостатък. Докато например турбините с хоризонтална ос и същият ротор Savonius губят своята ефективност при силни ветрове, роторът на Darier се върти около 3,5 пъти по-бързо при подобни условия и не създава проблеми с балансирането.

Вертикално разположен въртящ се вал на практика не влияе отрицателно върху работата на вятърния генератор с ротор на Darier, а по-скоро допринася за ефективността, тъй като е доста тънък. При такива условия шумът, произвеждан от устройството, е много по-нисък от този на вятърните генератори с хоризонтална ос, повече напомнящ на големи вентилатори с витла.

Тук въздушният поток тече около лопатките и целия генератор във всяка посока равномерно, което, между другото, осигурява огромна скорост на такъв уникален ротор. В същото време ветрогенераторите с ротор Daria са лесни за производство, тук дори няма нужда от профил на витлото.

В интерес на истината обаче си струва да се отбележат някои от недостатъците на такива дизайни. Поради ефекта Magnus, мачтата на генератора с ротора Darier изпитва значителни натоварвания, така че проектирането трябва да се извърши много точно и до ден днешен няма адекватен математически модел. Да, и изплащането на всички вятърни генератори с течение на времето е дълго. Поради тази причина производителите на ветрогенератори с хоризонтална ос не бързат да изхвърлят технологията, която работи от години.

Как да си направим ветрогенератор за автономно захранване у дома