Привычные теперь традиционные винтовые ветряные турбины в будущем могут быть заменены ветряными электростанциями с более компактными и эффективными вертикальными турбинами.

Исследовательская группа из Школы инженерии, вычислений и математики (ECM) в Оксфорд-Брукс под руководством профессора Яковоса Цанакиса провела углубленное исследование. Они использовали более 11 500 часов компьютерного моделирования, чтобы показать — ветряные фермы могут работать более эффективно, если традиционные пропеллерные ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT) заменить компактными ветряными с вертикальной осью (VAWT), а при парной установке вертикальные турбины увеличивают производительность друг друга до 15%.

«Это исследование свидетельствует, что будущее ветровых парков должно быть вертикальным, — сказал профессор Яковос Цанакис, руководитель проекта. — Ветряки с вертикальной осью можно располагать намного ближе друг к другу, что повышает их эффективность и, в конечном счете, снижает цены на электричество. В долгосрочной перспективе VAWT помогает ускорить «зеленый переход» нашей энергосистемы, чтобы получать больше чистой и устойчивой энергии из возобновляемых источников».

Современные ветряные электростанции — одни из наиболее эффективных способов получения зеленой энергии. Однако у них есть один серьезный недостаток. Когда ветер приближается к переднему ряду турбин, внизу по потоку возникает турбулентность. Она отрицательно сказывается на производительности последующих рядов.

Другими словами, передний ряд будет преобразовывать примерно половину кинетической энергии ветра в электричество, тогда как для заднего ряда это число снижается до 25-30%.

В свою очередь, VAWT вращаются вокруг оси, вертикальной к земле, в противовес HAWT. Исследование показало, что VAWT повышают эффективность друг друга, если расположены в виде сетки. Расположение ветряных турбин для максимальной отдачи имеет решающее значение при проектировании ветряных электростанций.

Таким образом, новое исследование впервые демонстрирует в реалистичном масштабе потенциал крупномасштабных VAWT по сравнению с нынешними турбинами ветряных электростанций HAWT.