Větrná turbína s deflektorem (usměrňovačem)
Klasické všesměrové odporové turbíny mají větru vystavenou hnací plochu, ta přeměňuje energii větru na rotační pohyb. Ale také mají plochu, která nijak nepřispívá k zachycení energie větru a turbínu brzdí. Následující inovace řeší naznačený problém přidáním chytré překážky.
Takto vypadá základní princip odporových všesměrových turbín. Akcelerační část plochy vystavené větru musí vždy převládnout nad brzdnou částí.
V praxi pomáhá vypouklý tvar a povrchová úprava lopatek:
Poznámka
O rozdílu mezi horizontální a vertikální turbínou a rozdílu mezi odporovou a vztlakovou turbínou si můžete přečíst v článku: https://ekokutil.cz/vetrna-turbina-princip-rozdeleni-popis/
Článek o všesměrových vertikálních turbínách najdete na: https://ekokutil.cz/vertikalni-vsesmerova-turbina/
Jak se tedy zbavit brzdícího vlivu na lopatky turbíny?
Jedním z řešení je vložit před brzdnou plochu turbíny pevnou překážku, která odkloní větrnou energii od brzdné plochy turbíny a ideálně ještě tuto energii nasměruje na akcelerační plochu. Historickým příkladem dobrého řešení pevné instalace je Panemone zmiňovaný v článku: https://ekokutil.cz/panemone-vertikalni-historicka-vetrna-turbina/
Zjevnou nevýhodou řešení alá Panemone je ztráta všesměrovosti. Takže jsme závislí na větru přicházejícího z omezeného směru.
I v moderním pojetí se objevují prototypy a výrobky turbín využívající pevné překážky. Jde převážně o stabilně instalované turbíny pro montáž na štít střechy, případně krabicové turbíny na ploché střechy jako: https://www.windmyroof.com/en/windbox/
Zde je rotační osa turbíny vodorovná se zemským povrchem.
Dalším moderním pojetím jsou stěnové a rohové větrné turbíny. Tedy turbíny s vertikálně uloženou osou a deflektorem směřujícím vzduch mimo brzdící plochu přímo na plochu akcelerační.
Opět zřejmou nevýhodou těchto pevných instalací je nutnost převládajícího stabilního proudění vzduchu z jednoho směru. Na druhou stranu, pokud jde o levnou a spolehlivou turbínu a nemáme volný prostor (typicky v městské zástavbě), dávají tato řešení smysl.
Jde i využít předem vypozorované a měřené proudění vznikající mezi pevnými překážkami. Takže v městské zástavbě výškových budov je možné instalovat vertikální turbíny na stěny a rohy budov a spoléhat se při tom na dlouhodobě sledované a měřené stabilní proudění.
Nebo je možné všesměrovou turbínu proměnit ve směrovou turbínu, tedy takovou, která se aktivně natáčí svojí akční stranou na směr větru. A právě takovou turbínou je:
Dvojitá směrová turbína s deflektorem
Kombinace dvou protiběžných vertikálních turbín s předsunutým deflektorem. Celek je umístěn na společné rotační základně. Aby byla zajištěna pozice deflektorem kolmo na směr větru, stává se z všesměrové turbíny díky přidané ocasní ploše turbína směrová.
Osa rotace celé konstrukce kolem nosného stožáru je předsunutá před samotné turbíny blíže k deflektoru. To samo umožňuje rychlejší reakci na změnu směru větru.
Ocasní směrovka je umístěná na dlouhém výložníku a zároveň až nad pracovní částí turbíny. Ocasní plocha je tak méně ovlivněná turbulencemi vzduchu vznikajícími za oběma větrnými turbínami.
Výhodou je omezení vlivu větru na brzdění turbíny.
Nevýhodou je změna vlastnosti turbíny ze všesměrové na směrovou. Tím pádem maření části výrobní času způsobené nastavováním turbíny na směr větru při každé změně a nutném opětovném startování do výrobních otáček.
Najdou se i taková řešení, která před turbínu excentricky umisťují pohyblivou překážku. Turbína je sice stále všesměrovou, avšak opět je nutný určitý čas na přenastavení překážky na směr větru.
