Windkraftanlagen mit vertikaler Rotorachse

Darrieus-Rotor

Nach dem Franzosen George Darrieus sind Windkraftanlagen mit dem Darrieus-Rotor benannt. Darrieus, der seine Idee 1931 in den USA patentieren ließ, entwarf einen Rotor, dessen zwei oder drei Rotorblätter ähnlich einem Schneebesen geformt sind. Der Drehimpuls entsteht hier im Wesentlichen durch aerodynamischen Auftrieb.

Die Unabhängigkeit von der Windrichtung ist der große Vorteil des Darrieus-Rotors. Außerdem positiv: Die gesamte Mechanik und Elektrik kann am Boden untergebracht werden. Nachteilig ist jedoch, dass der Rotor nicht von selbst anlaufen kann und Starthilfe benötigt. Der Leistungsbeiwert eines Darrieus-Rotors liegt bei 37%, während die modernen zwei- oder dreiblättrigen Horizontal-Rotoren bis zu 45% der Windenergie umsetzten.

H-Rotor

Eine spezielle Form des Darrieus-Rotors ist der H-Rotor. Seine Rotorblätter sind ähnlich einem "H" senkrecht angeordnet und über eine Trageskontruktion mit der vertikalen Rotorwelle verbunden.

Anlagen mit diesem Rotorentyp sind meist mit einem neu entwickelten Generator, dem sogenannten Wanderfeldgenerator, ausgestattet. Mit dem Rotor drehen sich ringartig angeordnete Dauermagnete um die am Mast angebrachten Wicklungen des Stators. Getriebe, Rotorblattverstellung und Windnachführung entfallen bei diesem Modell ebenfalls.

Savonius-Rotor

Häufig findet man in Kombination mit dem Darrieus-Rotor den Savonius-Rotor, erfunden Ende des 19. Jahrhunderts vom finnischen Kapitänleutnant Sigurd Savonius. Der Wind erfährt an der Schaufelöffnung einen höheren Widerstand als in der Schaufelrückseite. Es ergibt sich ein Drehmoment, das beide Schaufelseiten abwechselnd in den Wind dreht. Da Savonius-Rotoren schon bei relativ geringen Windgeschwindigkeiten anlaufen, werden sie häufig als "Starthilfe" mit Darrieus-Rotoren kombiniert. Das Bild zeigt ein Beispiel dafür.

Des weiteren kommen Savonius-Rotoren zu Entlüftungszwecken, z.B. für Fahrzeuge oder Fabrikhallen zum Einsatz. Aufgrund ihres niedrigen Wirkungsgrades von 23% und dem hohen Materialbedarf sind sie für großen Leistungsbedarf ungeeignet.

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