Verticale windgenerators met Daria-rotor

Windgeneratoren op basis van horizontale as turbines zijn niet de enige mogelijke oplossing voor de hoogwaardige omzetting van windenergie in elektriciteit. Er zijn andere ontwerpen die soms een grotere efficiëntie vertonen dan axiale turbines. Een voorbeeld van een dergelijk alternatief ontwerp is een Daria verticale rotor windgenerator.

Deze ongewone oplossing werd al in 1931 voorgesteld door de Franse vliegtuigontwerpster Georges Darier, die zichzelf tot taak stelde een dergelijke windgenerator te maken die in elke windrichting zou werken, zonder een strikte oriëntatie te vereisen.

Er werd voorgesteld om de rotor van de generator samen met smalle bladen verticaal te plaatsen, zodat bij zowel lage als sterke wind een aanzienlijk deel van de luchtstroom geen significante aerodynamische weerstand ondervindt, maar rechtstreeks op de werkoppervlakken van de bladen drukt, wat leidt tot hun rotatie.

Vanuit dit oogpunt is zelfs de Savonius-rotor, in 1922 voorgesteld door de Finse ingenieur Sigurd Savonius, inferieur, omdat deze een beperking van de efficiëntie heeft bij hoge windsnelheden. De Darier-rotor is op zijn beurt verstoken van deze tekortkomingen, hoewel hij niet zo'n gedetailleerde wiskundige beschrijving van zijn werk heeft als zijn voorganger.

Het is opmerkelijk dat de Darier-rotor in zijn beste prestaties drie aerodynamische vleugels heeft, die op radiaal geplaatste horizontale balken op enige afstand van de centrale as van de rotor zijn gemonteerd.

Om deze reden is de aard van de luchtstroom rond de vleugels van de Daria-rotor ingewikkeld, maar de snelheid van de generator elimineert dit schijnbare nadeel volledig. Terwijl bijvoorbeeld turbines met horizontale as en dezelfde Savonius-rotor hun efficiëntie verliezen bij sterke wind, roteert de Darier-rotor ongeveer 3,5 keer sneller onder vergelijkbare omstandigheden en veroorzaakt geen evenwichtsproblemen.

Een verticaal geplaatste roterende as heeft praktisch geen negatieve invloed op de werking van een windgenerator met een Darier-rotor, maar draagt ​​eerder bij aan de efficiëntie, omdat deze vrij dun is. Onder dergelijke omstandigheden is het geluid dat door het apparaat wordt geproduceerd veel lager dan dat van windmolens met horizontale as, meer doen denken aan grote ventilatoren met propellers.

Hier stroomt de luchtstroom gelijkmatig rond de bladen en de gehele generator in elke richting, wat trouwens een enorme snelheid van zo'n unieke rotor oplevert. Tegelijkertijd zijn windgenerators met een Daria-rotor eenvoudig te produceren, er is hier zelfs geen behoefte aan een propellerprofiel.

In alle eerlijkheid is het echter vermeldenswaard dat enkele van de tekortkomingen van dergelijke ontwerpen worden opgemerkt. Vanwege het Magnus-effect ondervindt de mast van de generator met de Darier-rotor aanzienlijke belastingen, dus het ontwerp moet zeer nauwkeurig worden uitgevoerd en tot op heden is er geen voldoende wiskundig model. En de terugverdientijd van windmolens na verloop van tijd is lang. Om deze reden hebben fabrikanten van windmolens met horizontale as geen haast om de technologie die al jaren werkt te negeren.

Hoe maak je thuis een windgenerator voor autonome stroomvoorziening