Darrieus-roottori

Darrieus-roottori on pystyakselinen tuuliturbiini (), jonka patentoi ranskalainen insinööri G.J.M.Darrieus vuonna 1931. Roottori koostuu pystyakselista, salosta, jonka ympärillä kaarevat lavat pyörivät. Lavat kiinnittyvät akselisalon ala- ja yläosaan.

Etuna mallissa on yksinkertainen perusrakenne: generaattori voidaan rakentaa maan tasolle eikä laitteen tarvitse kääntyä tuulen suuntaan kuten vaaka-akselisten turbiinien.

Roottori on teoriassa hyötysuhteeltaan hyvä, mutta rakenteen aiheuttamat materiaali- ja toleranssivaatimukset ovat niin kovat, että käytännön hyötysuhde ei nouse yhtä hyväksi kuin tavanomaisilla vaaka-akselin ympäri pyörivillä HAWT-roottoreilla. Darrieus-turbiinit käynnistyvät harvoin ilman apumoottoria.

Lapojen pyöriminen tasaa keskisalkoon kohdistuvia tuulivoimia. Toisaalta salkoon kohdistuu huomattavia keskipakoisvoimia ja niiden myötä helposti värähtelyjä. Ongelmana on keskisalon jäykistys, joka on vaikea toteuttaa vaijereilla, tämä johtaa helposti poikkileikkaukseltaan suuriläpimittaiseen salkoon. Lisäksi roottorin lavat ovat osin liian matalalla hyvää hyötysuhdetta ajatellen. Lapoihin kohdistuva tuulenpaine myös vaihtelee pyörimissektorin eri osissa - tämä aiheuttaa tehonvaihtelua ja resonointia lavoissa. Lapojen on oltava samanaikaisesti keveitä ja jäykkiä, mikä aiheuttaa kovat vaatimukset materiaalivalinnalle.

Eolen Darrieus-turbiini

Kanadassa Hydro-Quebec -voimalayhtiö ja valtion tutkimuslaitos National Resource Council of Canada tutkivat 1980-luvulla suuren kokoluokan Darrieus-turbiineja (VAWT). Cap Chatiin, Gaspén niemimaalle Quebeciin valmistui vuonna 1987 maailman suurin Darrieus-roottoria käyttävä tuulivoimala, Eolen turbiini. Keskisalon korkeus voimalassa oli 96 metriä, ja lapojen suurin läpimitta 64 metriä. Lapojen leveys oli 2,4 metriä ja optimaalinen pyörimisnopeus 14,25 kierrosta minuutissa maksimituulennopeudella 20 m/s: roottorin pyörimisnopeus vaihteli tuulen mukaan. Roottorin voimakkaiden resonanssien vuoksi suurin käytönaikainen tuulennopeus piti rajoittaa 17,5 m/s pyörimisnopeuden ollessa tällöin 13,5 kierrosta minuutissa.

Voimala toimi vuoteen 1993 asti, jolloin se suljettiin perustuksissa havaitun ongelman vuoksi. Huipputehoksi turbiinista saatiin 2,7 MW, laskennallinen maksimikapasiteetti voimalassa oli 3,8 MW. Toiminta-aikanaan voimala tuotti 12 740 MWh sähköä 18 600 käyttötunnin aikana. Voimalan käyttöaste oli 94 prosenttia kokonaisajasta.

Lähteet
 
  Maksullinen lähde.

Viitteet

Aiheesta muualla 

Tuuliturbiinit

fr:Éolienne#Axe vertical