Odnawialne źródła energii

Geneza powstania turbiny wiatrowej Darrieusa

Turbina Darrieusa niekiedy żartobliwie nazywana jest również mikserem. Cały mechanizm działania od początku do końca został zaprojektowany przez francuskiego inżyniera aeronautyki w 1931 roku Georges’a Darrieusa. To właśnie na jego cześć została nazwana turbina. Turbina Darrieusa to jedna z 5 turbin charakteryzujących się pionową osią obrotu ( pozostałe to bębnowe, karuzelowe, typu tornado a także rotorowe Savoniusa). Opatentowana została w dwóch nieco się od siebie różniących wariantach. W pierwszym wariancie łopaty turbiny były proste – rozwiązanie to nazywano turbiną typu ”H” lub nazywana też Giromill. Drugi wariant, czyli mikser miał nieco inny kształt – łopaty były wygięte w taki sposób że wyglądem przypominały nieco obracającą się skakankę.

Zasada działania turbiny wiatrowej

Turbina Darrieusa, podobnie jak inne pokrewne z założenia ma przetwarzać energię kinetyczną pozyskiwaną z naturalnego źródła jakim jest wiatr na energię mechaniczną powodującą obrót łopat, dzięki czemu generator ma możliwość wytwarzania energii elektrycznej. Jeżeli chodzi o zasadę działania to jest ona dużo bardziej skomplikowana niż ma to miejsce w przypadku turbin z poziomą osią obrotu, czyli popularnych wiatraków. Turbinę do pracy napędza siła wiatru. Wówczas wirnik zaczyna się obracać pod wpływem wypadkowej siły łopaty która napływa na nią pod dodatnim kątem natarcia. Wirniki są konstruowane w taki sposób, który umożliwia powstawanie jak najmocniejszej siły nośnej będącej sprawcą ruchów wirnika. Tu sprawa jest bardzo prosta. Turbina nie może uruchomić się sama jej działanie uzależnione jest od wirnika. Co nie oznacza że wirnik porusza się z prędkością jaką wieje wiatr. To założenie to błąd bowiem jego ruchy są znacznie szybsze i zupełnie niezależnie od siły powiewu wiatru.

Do zalet turbiny Darrieusa zaliczyć z pewnością można:

– ekolodzy mogą spać spokojnie. Konstrukcja turbiny jest zdecydowanie bardziej bezpieczna dla ptactwa niż przy tradycyjnych wiatrakach;
– łatwiejszy dostęp, dzięki umiejscowieniu jej na wysokiej wieży;
– turbina jest w stanie wiele razy wykorzystywać prędkość wiatru który w nią uderza;
– konstrukcja należy do tych najprostszych;
– generator umieszczony jest nie wysoko na szczycie wieży, ale nisko blisko ziemi dzięki czemu w razie awarii jest do niego znaczny dostęp, przyspieszając tym samym jego naprawę.

Natomiast jeżeli chodzi o wady to problem stanowią:

– bardzo częste uszkodzenia mechaniczne, czemu winne są duże siły działające na łopaty wirnika
– nie jest w stanie uruchomić się samodzielnie;
– łopaty, które przy każdym ruchu wirnika zmieniają kąt natarcia w stosunku do kierunku w jakim wieje wiatr.

Przykładowe zastosowania.

Największa turbina Darrieusa jak do tej pory znajduje się na terenie Kanady. Do niej należy również rekord światowy, jeszcze nie pobity w długości pracy na mocy znamionowej. Sama turbina posiada maksymalną moc 4 MW.

Leave a Response