Pystysuorat tuuligeneraattorit Daria-roottorilla

Vaaka-akselisten turbiinien tuulivoimalat eivät ole ainoa mahdollinen ratkaisu tuulienergian korkealaatuiseksi muuntamiseksi sähköksi. On muitakin malleja, jotka osoittavat joskus suurempaa tehokkuutta kuin aksiaaliturbiinit. Esimerkki tällaisesta vaihtoehtoisesta rakenteesta on Darian pystysuora roottorin tuuligeneraattori.

Tätä epätavallista ratkaisua ehdotti jo vuonna 1931 ranskalainen lentokoneiden suunnittelija Georges Darier, joka asetti itselleen tehtävän luoda sellainen tuuligeneraattori, joka toimisi mihin tahansa tuulen suuntaan ilman, että vaadittaisiin tiukkaa suuntaamista.

Generaattorin roottori ehdotettiin järjestettäväksi yhdessä kapeiden lapojen kanssa pystysuunnassa, jotta sekä kevyessä että voimakkaassa tuulessa merkittävä osa ilmavirtauksesta ei kohtaa merkittävää aerodynaamista vetoa, vaan puristuu suoraan terien työpintoihin johtaen niiden pyörimiseen.

Tästä näkökulmasta jopa suomalaisen insinöörin Sigurd Savoniuksen vuonna 1922 ehdottama Savonius-roottori on huonompi, koska sen tehokkuus on rajoitettu suurilla tuulennopeuksilla. Darier-roottorilla puolestaan ​​puuttuu nämä puutteet, vaikka sillä ei ole työstään niin yksityiskohtaista matemaattista kuvausta kuin edeltäjällä.

On huomionarvoista, että Darier-roottorilla on parhaimmalla mahdollisella suorituskyvyllä kolme aerodynaamista siipiä, jotka on asennettu säteittäisesti sijoitettuihin vaakasuuntaisiin palkkeihin jonkin matkan päässä roottorin keskiakselista.

Tästä syystä Daria-roottorin siipien ympärillä olevan ilmavirran luonne on monimutkainen, mutta generaattorin nopeus eliminoi tämän ilmeisen haitan kokonaan. Kun esimerkiksi vaaka-akseliset turbiinit ja sama Savonius-roottori menettävät tehokkuutensa voimakkaiden tuulien suhteen, Darier-roottori pyörii noin 3,5 kertaa nopeammin samanlaisissa olosuhteissa eikä aiheuta tasapainotusongelmia.

Pystysuorassa oleva pyörivä akseli ei käytännössä vaikuta negatiivisesti tuulengeneraattorin toimintaan Darier-roottorilla, vaan lisää sen tehokkuutta, koska se on melko ohut. Tällaisissa olosuhteissa laitteen tuottama melu on paljon pienempi kuin vaaka-akselisten tuuligeneraattorien, melua enemmän muistuttavat potkurien suuret puhaltimet.

Tässä ilmavirta virtaa terien ja koko generaattorin ympäri mihin tahansa suuntaan tasaisesti, mikä muuten tarjoaa tällaisen ainutlaatuisen roottorin valtavan nopeuden. Samalla Daria-roottorilla varustetut tuuligeneraattorit on helppo valmistaa, täällä ei tarvitse edes potkuriprofiilia.

Oikeudenmukaisuudessa on kuitenkin syytä huomata joitain tällaisten kuvioiden puutteista. Magnus-vaikutuksesta johtuen Darier-roottorin kanssa käytetyn generaattorin masto kokee merkittäviä kuormituksia, joten suunnittelu on tehtävä erittäin tarkasti, ja tälle päivälle ei ole olemassa riittävää matemaattista mallia. Ja kaikkien tuulivoimaloiden takaisinmaksuaika on pitkä. Tästä syystä vaaka-akselisten tuuligeneraattorien valmistajat eivät kiirehdi luopumaan vuosien ajan toimineesta tekniikasta.

Kuinka tehdä tuuligeneraattori itsenäiseen virtalähteeseen kotona