Ротор Дарье
09.01.2014
В этой статье мы поговорим с вами о применении в современной ветроэнергетике т.н. «ротора Дарье», рассмотрим его преимущества и недостатки, а так же определим, при каких условиях будет оправдана его установка.
Ротор Дарье
Ротор Дарье был разработан французом Жоржем Дарье по разным данным в 1925 и 1931 годах, и представляет собой конструкцию с симметричным расположением лопастей вокруг ротора, выполненного в виде вертикального вала. Лопасти имеют форму аэродинамического крыла и крепятся к валу ротора с помощью траверс. Благодаря такой конструкции, выработка электроэнергии в роторе Дарье происходит за счет действующей на плоскости лопастей подъемной силы, величина которой зависит от угла между вектором скорости потока и мгновенной скорости крыла.
Изначальная конструкция, предлагаемая Дарье, предполагала наличие двух ортогонально расположенных лопастей, однако такая схема малоприменима в ветроэнергетике, так как для возникновения подъемной силы необходимо вращение лопастей, а следовательно, практически невозможен самозапуск при слабых ветрах.
Фактически, ротор Дарье относится к вертикальному типу ветряков, а значит, обладает всеми их преимуществами:
- отсутствие необходимости механизма ориентации – ротор Дарье, как и любой вертикальный ветрогенератор, работает в независимости от угла атаки ветра, что упрощает конструкцию и повышает надежность.
- возможность размещения генератора в фундаменте установки, в отличие от горизонтальных ветряков, в которых генератор закреплен в поворачивающейся гондоле, что вынуждает использовать коллекторную передачу и решать проблему перекручивания шины. Каждый из этих элементов вносит отрицательный процент в степень ремонтопригодности, а так же повышает стоимость готового продукта.
- крепление на невысокой мачте, что значительно упрощает монтаж конструкции (этот пункт может быть так же вынесен и в недостатки, так как использование высокой мачты для забора более сильных ветров с ротором Дарье невозможно из-за специфики конструкции, но об этом позже).
- теоретическая возможность достижения показателей КЭИВ (коэффициент эффективного использования ветра) на уровне горизонтально-ориентированных ветрогенераторов при дополнительных исследованиях и доработке конструкции в будущем.
Однако существует много факторов, которые затрудняют использование разработок на основе ротора Дарье в современных установках. В первую очередь это связано с такими особенностями конструкции, как нахождение практически всей массы (лопасти) на периферии ветряка, а значит, требуются более легкие прочные материалы лопастей и крепежных балок. Во-вторых, особенностью подобного расположения лопастей является склонность к повышенным вибрациям, пульсирующим и резонансным явлениям, так как каждая лопасть создает максимальный крутящий момент только в двух точках цикла. И, наконец, подобный ветряк не представляется возможным закрепить растяжками в верхней точке, что накладывает ограничения либо на высоту мачты, либо на качество применяемых в ней материалов, ведь вся нагрузка в таком случае ложится на нижнюю опору.
