přeskočit na hlavní obsah

Větrné turbíny se svislou osou

/up/images/featured/images/vetrne_turbiny_se_svislou_osou_0.png

Některé návrhy uplatnění větrných turbín se svislou osou

Větrné turbíny se svislou osou rotace mají dobře známé výhody, vyplývající z jejich schopnosti okamžitě zaregistrovat a využít náhlých poryvů jak směru, tak síly větru. Přesto jsou dnes turbiny s vodorovnou osou mnohem rozšířenější a většina velkých větrných farem, ať už na pevnině či u pobřeží, je vybavena moderními vrtulovými turbinami často impozantních rozměrů.

Jedinými překážkami v dalším rozmachu zvláště pozemních větrných farem se zdá být znepokojení ohledně jejich ekologického dopadu na okolní přírodu a obyvatelstvo. Jedná se zejména o vizuální a hlukové narušení životního prostředí v blízkosti větrných farem.

Vývoj se tedy musí dále zabývat odstraňováním těchto překážek, popřípadě přehodnotit způsobilost ostatních koncepcí přeměny větrné energie v její jinou prakticky použitelnou formu. A zde je prostor pro inovaci například různých typů větrných turbin s příčným průtokem větru, tj. zpravidla se svislou osou rotace.

Jednu z takových inovací ilustruje obr. 1. Je to kombinace trojlistého Darrieova rotoru s centrálně uloženou turbínou hnanou silným vírem utvořeným uvnitř věnce rozváděcích lopatek. Tyto lopatky musí být automaticky nasměrovány v závislosti na směru a síle větru. Pak může centrální turbina nejen pomáhat roztáčet hlavní Darrieův rotor (ten není nutně samostartující), ale i přispívat k produkci užitečné energie.

Redukční převod mezi startovací turbínou a hlavním rotorem může být zprostředkován mechanickou, nejlépe planetovou převodovkou. Není ale vyloučen ani variabilní hydraulický či elektrický převod mezi oběma turbínami.

Takový převod spolu se zmíněným automatickým nastavováním rozváděcích lopatek jistě vylepší účinnost soustrojí a nabývá smyslu hlavně u větších zařízení.

Příkladem nového uspořádání modulárních rotorů větrných turbin se svislou osou (cross-flow wind turbines) je obr. 2. Zde jsou tři rotory, každý o třech listech, umístěny na vrcholech konicky se rozbíhajících stožárů. Obecně může mít každý sloup jinou výšku a rotory budou navíc co nejvýhodněji prostorově rozmístěny, aby podávaly optimální souhrnný výkon v převládajících větrných podmínkách.

Co se týče listů použitých na všech zobrazených větrných turbinách, je v jejich vnějším povrchu patrna zvláštní drážka; ta probíhá takřka celým rozpětím listu s obloukovitým výběhem u jeho obou konců. Tato pečlivě navržená a zformovaná tzv. vírová drážka má za účel oddálit „přetažení“ rotorových listů a tím vylepšit jejich funkci, zvláště za situace nižších poměrných otáček rotoru (tj. nízkých poměrech obvodové rychlosti listů k rychlosti větru). Detailní popis tohoto uspořádání je uveden v Zápisu užitného vzoru Úřadu průmyslového vlastnictví ÈR pod číslem 13767 z 21. 10. 2003.

Výchozí teoretický model křídla s indukovaným stacionárním vírem je popsán v článku „Separation Control by Trapped Vortices“, ze souboru Boundary Layer and Flow Control (edited by G.V. Lachmann, vol.1, Pergamon Press 1961

Nejlépe se vírové drážky uplatní u turbin vystavených příčnému větru.

Zdroje:
I. H. Abbott a A. E. van Doenhoff: Theory of Wing Sections.

Ing. Jan Vacek

Seriál: Větrná energie, článek z roku 2004

zdroj: Alternativní energie

Líbil se vám článek?

ano: 234     ne: 244

Doporuč

Všechno o: Větrná turbína
firmy, články, foto

 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb