Turbina wiatrowa Darrieusa

Turbina wiatrowa Darrieusa to jeden z dwóch rodzajów turbin wiatrowych o pionowej osi obrotu. Maszyna ta służy do zamiany energii kinetycznej wiatru na energię mechaniczną ruchu obrotowego i docelowo energii elektrycznej z pomocą generatora.

W odróżnieniu od typowych turbin wiatrowych oś obrotu tej turbiny jest pionowa, co oznacza, że nie jest to zwykły wiatrak (śmigło) zamontowany na wysokim maszcie. Urządzenie to jest bardziej skomplikowane, zasada działania jest znacznie mniej intuicyjna a zakres zastosowania (prędkości, przy których dobrze działa) niestety mniejszy.

Zasada działania turbiny Darrieusa

Turbina wiatrowa Darrieusa, schemat, zasada działania. Opis w tekście. Zdjęcie na licencji GNU FDL

Gdy wirnik turbiny Darrieusa się obraca, wypadkowa prędkość opływu łopaty (na rysunku oznaczona kolorem czerwonym, wynika ze zsumowania prędkości wiatru i prędkości przesuwania się łopaty względem powietrza) napływa na łopatę pod dodatnim kątem natarcia. Łopata wyposażona jest w profil aerodynamiczny o takim kształcie, by taki kąt natarcia powodował powstanie siły „nośnej”. Siła ta porusza wirnikiem.

Niestety, turbina wiatrowa Darrieusa zazwyczaj nie może uruchomić się sama. Gdy wirnik się nie obraca, nie ma wypadkowej prędkości zatem nie ma siły nośnej. Jedynie w szczególnych, rzadkich przypadkach, może nastąpić samoczynne rozpędzenie się turbiny.

Wirnik wiruje z prędkością większą niż prędkość wiatru i w zasadzie od niej niezależną. Turbina wiatrowa Darrieusa jest poważnie narażona na uszkodzenia mechaniczne z powodu bardzo dużych sił odśrodkowych działających na łopaty.

Turbiny tego typu są znacznie bezpieczniejsze dla ptaków i nietoperzy, bo poruszją się z prędkością zbliżoną do prędkości wiatru. Odmienna sytuacja ma miejsce w przypadku zwykłych turbin śmigłowych, których końcówki poruszają się z olbrzymimi prędkościami.

Ponieważ turbiny Darrieusa wyposażone są w łożyska umieszczone na dole wieży, jest do nich znacznie łatwiejszy dostęp niż w przypadku zwykłych turbin wiatrowych.