Зручні, але майже непотрібні: чому не варто купувати вертикальні вітрогенератори

Вітрогенератори з вертикально розташованою віссю викликають багато дискусій, і власники домашніх електростанцій часто розчаровуються в них. Фокус спробував розібратися, чим же вони погані і хороші.

Обслуговування

Вертикальні вітрогенератори часто приваблюють своєю компактністю. Лопаті в них розташовані таким чином, що вся конструкція має меншу площу біля основи, а отже, займає менше місця порівняно зі схожими горизонтальними. Крім того, їх можна встановлювати ближче до землі, що спрощує встановлення та обслуговування, особливо в містах. Не так давно у США назвали три найкращі вертикальні вітряні турбіни.

Вертикальні вітрогенератори, як правило, запускаються за слабшого вітру, ніж їхні горизонтальні конкуренти, користі від цієї переваги небагато, адже енергії виробляється набагато менше. Але якщо горизонтальні турбіни і турбіни Савоніуса починають обертатися автоматично за подиху вітру, то турбіни Дар'є часто потребують пускового механізму, оскільки лопаті не спрямовують вітер для створення достатнього крутного моменту.

У вертикальних моделей менше рухомих частин, ніж у горизонтальних, завдяки чому вони рідше ламаються і потребують ремонту. Ще одна перевага полягає в тому, що до компонентів легше отримати доступ і обслуговувати їх.

З іншого боку, вони можуть відчувати велику турбулентність, що знижує як термін служби, так і продуктивність. Через особливості конструкції і матеріалів хороші вертикальні генератори виходять дорожчими за горизонтальні аналоги, що заважає їхньому впровадженню, особливо для великомасштабних проєктів. Найкраще такі пристрої для невеликих установок, наприклад, для житлових будинків, але в цьому випадку виникають серйозні проблеми.

Виробництво енергії

Ігор Неділько з Київської області в листопаді 2024 року розповів Фокусу, що намагався використовувати, а потім зробити власноруч вітрогенератор із вертикальною віссю, але отримав неприємний досвід, оскільки ефективність виявилася дуже низькою. Пізніше його думку розділив українець Богдан Кушлик:

"Вертикальний вітрогенератор не раджу нікому — і ні за яких умов, ні за яких обставин він працювати не буде".

За його словами, щоб вертикальний генератор досягав такої самої потужності, що й горизонтальний, він має бути приблизно втричі більшим. Вертикальні різновиди виробляють менше потужності на одиницю охоплюваної площі, тому потрібно більше турбін для виробництва тієї самої кількості енергії, що й горизонтальним. Це нівелює одну з уявних переваг — компактність.

Богдан Кушлик радить не розглядати для купівлі вертикальні моделі, які продаються в Китаї, адже вони фізично не здатні генерувати значну кількість електроенергії, хоч би що обіцяли продавці. Турбіна Савоніуса, один із найпоширеніших типів, має ефективність лише 9-10%, а ротор Дар'є — 15-16%. Для порівняння, горизонтальні вітряки досягають ефективності 40-50%.

Через особливості будови вітер впливає не на всі лопаті ротора з вертикальною віссю одночасно. Фактично, тільки лопаті з підвітряного боку приводяться в рух, тоді як інші просто йдуть за інерцією. Під час обертання вертикальні ротори також стикаються з великим аеродинамічним опором на лопатях, що теж знижує ефективність виробництва енергії. Це особливо помітно на вітряних турбінах Савоніуса, оскільки вони мають ширшу поверхню лопатей.

Утім, дехто бачить у вертикальному компонуванні ще не розкритий потенціал. Наприклад, компанія VAWT-X Energy розробила вітрогенератор на основі турбіни Дар'є, яка обіцяє потужність у 6 кВт. Під час розробки нової конструкції інженери спробували усунути проблеми, властиві цьому типу роторів. Результат покаже час, прототип зараз тестують в Австралії, очікуючи, що завдяки вигнутим вертикальним лопатям він зможе краще працювати в місцях, де напрямок вітру часто змінюється.

Раніше писали про те, що з'явилася вертикальна вітряна турбіна Nemoi M. За словами розробників, вона може виробляти електроенергію за швидкості вітру від 12 кілометрів на годину. Вітрогенератори такого типу вже встановили в Буенос-Айресі, зазначивши, що вони працюють дуже тихо.

Важливо Тихий і компактний: створено незвичайний вертикальний вітрогенератор для дому (відео)