Malá větrná elektrárna se svislou osou

Článek popisuje vznik a princip činnosti nového typu malé větrné elektrárny se svislou osou, která funguje na známém Darriově principu. Řešení se liší v tom, že lopatky jsou tvořeny pevnou a pružnou částí, takže využívají vztlak, skluz, přímé reakce a pracují i „proti větru“. Tvar lopatky způsobuje změnu laminárního proudění vzduchu do následující lopatky a do středového pomocného rotoru typu Savonius.

Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 4/2018.

Nová malá větrná elektrárna se svislou osou rotace, vyrobená z hliníku a polykarbonátu, funguje na známém principu Darriova kola. Naše řešení se však významně liší tím, že trojúhelníková ramena turbíny jsou ukotvena k alternátoru v pomocném středovém rotoru typu Savonius. Po předchozích zkušenostech s pevným Darriovým kolem jsme navíc vyvinuli lopatku se schopností sklápět konce ke středu a vyklápět konce lopatky nad tečnu. Tvar lopatky tak způsobuje změnu laminárního proudění a „nahání“ částečně vítr do následující lopatky. Část energie větru se ještě absorbuje do pružné části lopatky změnou jejího tvaru – prohnutím při dalším pootočení soustavy a vyrovnáním zpět do rotujícího středu v tzv. nevýkonové oblasti. Při nadměrném zvětšení otáček při silném větru se pružný konec lopatky vychýlí nad tečnu a působí jako brzda.

Postavit elektrárnu dokážou jen tři osoby. Stabilizaci sloupu na betonovém základě 60 x 80 x 120 cm zajistí čtveřice lan o průměru 8 mm. I dobře kotvená lana se však postupně protahují, takže je nutná rektifikace.

Výkon této soustavy, měřený ručně, se pohybuje od 100 W do 1,3 kW. Při rychlosti větru nad 20 m/s se otáčky téměř nezvyšují, pružná část lopatky vyklopená odstředivou silou nad tečnu brzdí.

Dne 10. a 11. 12. 2017 řádila v Beskydech vichřice až orkán. Lysá Hora zaznamenala rychlost 135 km/h, tj. 37,5 m/s. Anemometr ukazoval 32 m/s – měřeno z ruky ve výši 2 m. Těsně před uvedeným datem jsme na rotor namontovali otáčkoměr. Nárazy se měřit nedají, ale zaznamenali jsme 125–130 ot/min. Při této rychlosti docházelo evidentně k překlápění lopatek nad tečnu a brzdění rotoru.

Rotor nové větrné elektrárny je jednoduchý, tichý, roztáčí se již při malých rychlostech větru, při velkých rychlostech se brzdí sám (nemá mechanickou ani elektrickou brzdu). Díky překmitům pružných částí lopatka nenamrzá. Je vhodný i do sibiřských podmínek. Řešení je vhodné zejména pro větrné rotory v napojení na alternátor, čerpadla a jiná zařízení. Kolo může být ponořené i do tekoucí vody (příliv, odliv, říční proud).*

Ing. Jaroslav Vlk, ROLIZO, s. r. o.

Obrázky:

Rotor z trojúhelníkových ramen napojených na středový Savoniův motor

Lopatky mají pevnou kapkovitou část, křidélka a pružnou část

Lopatka s vloženým pružným polykarbonátovým koncem a křidélky

Centrování lopatek při instalaci (elektrárna je ve sklopeném stavu)

Komentáře ke článku 2

  • Sochorec Jakub

    Dobrý den, máme fotovoltaickou elektrárnu a chceme ji doplnit o větrnou, bydlíme na horách a chtěli bychom ji umístit na vrchol střechy, pokud je to technicky možné a napojit ji na naši baterii, kterou máme od ČEZu. Provádíte podobné instalace prosím na klíč?

    Děkuji a jsem s pozdravem, Sochorec Jakub

Napsat komentář: Sochorec Jakub Zrušit odpověď na komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *