Ротор Дарье

Ветрогенератор с ротором Дарье

Ротор Дарье, турбина Дарье (Darrieus rotor) — тип турбины низкого давления, ось вращения которой перпендикулярна потоку жидкой или газовой среды. Предложена в 1931 году французским авиаконструктором Жоржем Дарье (George Darrieus). Ротор Дарье нашёл широкое применение в ветроэнергетике.

Устройство и принцип действия

H-ротор Дарье — дальнейшее Н-образное развитие ротора Дарье

Ротор Дарье представляет собой симметричную конструкцию, состоящую из двух и более аэродинамических крыльев, закреплённых на радиальных балках. На каждое из крыльев, движущихся относительно потока действует подъёмная сила, величина которой зависит от угла между вектором скорости потока и мгновенной скорости крыла. Максимального значения подъёмная сила достигает при ортогональности данных векторов.

Ввиду того, что вектор мгновенной скорости крыла циклически изменяется в процессе вращения ротора, момент силы, развиваемый ротором также является переменным. Поскольку для возникновения подъёмной силы необходимо движение крыльев, ротор Дарье характеризуется плохим самозапуском. Самозапуск улучшается в случае применения трёх и более лопастей.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Работа ротора Дарье, как и прочих роторов, не зависит от направления потока, следовательно турбина на его основе не требует устройства ориентации;
• Ротор Дарье характеризуется высоким коэффициентом быстроходности при малых скоростях потока;
• относительно высокая выходная мощность — площадь ометаемая крыльями ротора может быть выполнена достаточно большой.

Недостатки

• Чрезвычайно низкий коэффициент использования энергии ветра (примерно 0,05 для классического ротора Дарье, при практическом 0,45-0,47 для классических горизонтально-осевых ветряков с теоретическим максимумом в 0,593);
• Плохой самозапуск;
• Значительные нагрузки на стойку (толчки возникают в момент пересечения крылом, на большой скорости, ветрового потока), отсюда — низкая механическая прочность и, следовательно, — необходимость изготовления значительно более прочной (а значит и дорогостоящей) мачты;
• Высокая сложность изготовления (в несколько раз сложнее пропеллерного) — профиль крыльев должен быть выдержан с большой точностью; множество траверс аэродинамической формы, на которых крепятся крылья (для каждого крыла по три);
• Повышенный шум, создаваемый при работе.

Литература

• Твайделл Дж., Уэйр А. Ветроэнергетика // Возобновляемые источники энергии = Renewable energy resources. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 393 с. — ISBN 5-283-02469-5

Двигатели