Ротор Дарье

Опубликовано 22.12.2010 Ведущий Антон Степанов

Одним из возобновимых источников энергии являются ветряные электростанции. Для вращения ротора электрогенератора применяется энергия движения воздуха. Такие электростанции уже сейчас достаточно распространены и их доля в генерации с каждым годом растет.
Чаще всего ветряки изготавливают по схеме с так называемой горизонтальной осью вращения. Она параллельна направлению потока ветра. Это классическая конструкция, напоминающая ветряную мельницу. Но существует также принципиально иной тип - ветрогенераторы с вертикальной осью вращения. Она будет перпендикулярна потоку воздуха. Такой тип ротора предложил в 1931году француз Джордж Дарье и теперь это устройство так же получило широкое применение.
Ротор Дарье - это симметричная конструкция, из нескольких аэродинамических крыльев- лопастей. Ось их вращения, как уже было сказано, вертикальна. В поперечном сечении они имеют форму крыла, поэтому при попадании в воздушный поток на них начинает действовать подъемная сила. Ее величина зависит от угла между вектором скорости потока и мгновенной скорости крыла. А поскольку вектор мгновенной скорости крыла циклически изменяется в процессе вращения ротора, момент силы, развиваемый ротором, также будет переменным. Получается, что в любой момент на противоположные лопасти действуют подъемные силы, направленные таким образом, что они суммируются и раскручивают вал ротора.
Такие установки могут иметь различную форму, например, дельта, игрек или ромбообразную. Крылья пропеллера должны быть легкими и в то же время достаточно прочными.
У ротора Дарье есть ряд преимуществ над пропеллерными агрегатами. Самый главные - нет нужды ориентировать его по ветру. Он раскручивается при любом направлении движения воздуха. Кроме этого, такой генератор проще в эксплуатации и ремонте, более эффективен, так как максимальный съем энергии происходит в более широком диапазоне скоростей ветра. Они менее шумны, так как в отличие от пропеллерных установок, излучающих звук во всех направлениях, векторы распространения звука у ротора Дарье направлены только вверх и вниз. Наконец, более безопасны для животных. Коэффициент использования энергии ветра у обеих конструкции примерно одинаков, а вот недостатком считается несколько меньшая способность самозапуска. Для начала вращения может потребоваться более сильный ветер или внешний импульс. Еще одной проблемой может стать надежность конструкции на высоких скоростях вращения.
Сейчас ветрогенераторы на основе конструкции Дарье используются во многих странах - США, Канаде, Голландии. Крупнейшим является ротор VAWT в Великобритании, который позволяет вырабатывать энергию более 130кВт.