Vertikala vindgeneratorer med Daria-rotor

Vindgeneratorer baserade på horisontella axlar är inte den enda möjliga lösningen för högkvalitativ omvandling av vindkraft till el. Det finns andra konstruktioner som ibland visar större effektivitet än axiella turbiner. Ett exempel på en sådan alternativ design är en Daria vertikal rotorvindgenerator.

Denna ovanliga lösning föreslogs redan 1931 av den franska flygplansdesignern Georges Darier, som satte sig uppgiften att skapa en sådan vindgenerator som skulle fungera i någon riktning mot vinden utan att kräva strikt inriktning.

Det föreslogs att ordna generatorrotorn tillsammans med smala blad vertikalt, så att i både ljusa och starka vindar, en betydande del av luftflödet inte skulle stöta på betydande aerodynamisk drag, utan skulle direkt trycka på arbetsytorna på bladen, vilket leder till deras rotation.

Ur denna synvinkel är till och med Savonius-rotorn, som föreslogs 1922 av den finska ingenjören Sigurd Savonius, underlägsen, eftersom den har en begränsning av effektiviteten vid höga vindhastigheter. Darier-rotorn, i sin tur, saknar dessa brister, även om den inte har en så detaljerad matematisk beskrivning av sitt arbete som föregångaren.

Det är anmärkningsvärt att Darier-rotorn i sin bästa prestanda har tre aerodynamiska vingar, som är monterade på radiellt placerade horisontella balkar på lite avstånd från rotorns centrala axel.

Av denna anledning är naturen på luftflödet runt Daria-rotorns vingar komplicerad, men generatorns hastighet eliminerar denna uppenbara nackdel fullständigt. Medan till exempel turbiner med horisontell axel och samma Savonius-rotor förlorar sin effektivitet i starka vindar, roterar Darier-rotorn cirka 3,5 gånger snabbare under liknande förhållanden och orsakar inte balansproblem.

En vertikalt belägen roterande axel påverkar i praktiken inte negativt driften av en vindgenerator med en Darier-rotor, utan bidrar snarare till effektiviteten, eftersom den är ganska tunn. Under sådana förhållanden är bruset som produceras av anordningen mycket lägre än hos vindkraftsgeneratorer med horisontell axel, vilket mer påminner om stora fläktar med propeller.

Här strömmar luftflödet runt bladen och hela generatorn i vilken riktning som helst jämnt, vilket förresten ger en enorm hastighet för en så unik rotor. Samtidigt är vindgeneratorer med en Daria-rotor enkla att tillverka, det finns inte ens behov av en propellerprofil här.

Men i rättvisa är det värt att notera några av bristerna i sådana mönster. På grund av Magnus-effekten upplever masten på generatoren med Darier-rotorn betydande belastningar, så konstruktionen måste utföras mycket exakt, och till idag finns det ingen adekvat matematisk modell. Ja, och återbetalningen av vindkraftgeneratorer över tid är lång. Av denna anledning har tillverkare av vindkraftsgeneratorer med horisontell axel inte bråttom att kassera den teknik som har fungerat i flera år.

Hur man gör en vindgenerator för autonom energiförsörjning hemma