توربينات الرياح الصغيرة العمودية
العنفات الريحية ذات المحور العمودي سافينوس وداريوس:
العنفات الريحية:هي عبارة عن آلات دوارة تحول الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة ميكانيكية، حيث تقسم العنفات الريحية إلى مجموعتين وهما العنفات الريحية ذات المحور الأفقي والعنفات الريحية ذات المحور العمودي.
الناتج الكهربائي لعنفات المحور الأفقي اكبر حيث تقوم بالتقاط كمية اكبر من الرياح إلا أنها من الناحية التصميمية ذات برج أعلى وبحاجة لتصميم أكثر تعقيدا بالنسبة للشفرات أما العنفات ذات المحور العمودي فهي ابسط تصميميا حيث لايوجد داعي لنظام الملاحقة وليس هناك حمل دوري على الشفرات لذلك فهي ذات تصميم صيانة أسهل بالرغم من إن ذات المحور الأفقي تعطي أداء أفضل.
العنفات أو التوربينات ذات المحور العمودي:
هناك نوعان رئيسيان من العنفات العمودية: سافينوس وداريوس.
عنفات الرياح سافينوسSavonius Turbine
عنفات الرياح سافينوس هي نوع من العنفات ذات المحور العمودي والتي تستخدم لتحويل طاقة الرياح إلى عزم على المحور الدوار والتي تم اختراعها من قبل المهندس الفنلندي Sigurd J. Savonius عام 1922.
عنفات سافينوس هي واحدة من ابسط العنفات , ايروديناميكيا هي عبارة عن أدوات إعاقة تتكون من اثنان أو ثلاث مجارف، بالنظر للدوار من الأعلى يمكننا رؤية المجرفتين على شكل S في المقطع العرضي للعنفة. بسبب التقوس تواجه المجارف إعاقة اقل عندما تتحرك بعكس الرياح مقارنة بها عندما تتحرك باتجاه الرياح , إن الفرق التفاضلي في الإعاقة يسبب تسريع عنفة سافينوس .
لأنها آلات من نوع الإعاقة وذات حركة بطيئة ,عنفات سافينوس تستجر اقل بكثير من طاقة الرياح مما تستجره العنفات الأخرى ذات الحجم نفس. معظم مناطق الدائر ذات المردود في عنفة سافينوس قريب من الأرض مما يجعل الحصول على الطاقة بشكل عام اقل فعالية وذلك بسبب انخفاض سرعة الرياح عند الارتفاعات المنخفضة.
عنفة داريوسDarreus Turbine:
عنفة داريوس الريحية هي نوع من أنواع العنفات ذات المحور العمودي والتي تستخدم لتوليد الكهرباء من طاقة الرياح. تتألف العنفة من مجموعة من الريش عبارة عن سطوح انسيابية مركبة بشكل عمودي على محور أو هيكل دوار , هذا التصميم للعنفة الريحية سجل كبراءة اختراع من قبل مهندس الطيران الفرنسي جورجيس جين ماري داريوس عام 1931.
في النسخة الأصلية لتصميم عنفة داريوس , ترتب الريش بشكل متماثل ومتناسق وبزاوية تزوير تساوي الصفر ,هذه الزاوية هي التي تتصل بها الريش إلى البنية أو الهيكل الذي يحملها.هذا الترتيب فعال بكل الأحوال حيث لايهم اتجاه هبوب الرياح بالمقارنة مع الأنواع التقليدية التي يجب إن تدار أو تركب في مواجهة الرياح.
عندما تدور عنفة داريوس بسرعة فان السطوح الانسيابية تتقدم للأمام عبر الهواء بمسار دائري . نسبة إلى الشفرة تيارات الهواء المقتربة هذه تضاف بشكل اتجاهي للرياح لذلك تيارات الهواء الناتجة تخلق زاوية ايجابية صغيرة مختلفة عن زاوية الهجوم إلى الشفرات ,وهذا يولد قوة صافية متوازنة أمامية غير مباشرة على طول خط العمل المحدد . هذه القوة يمكن تصورها كأجزاء داخلية تعبر محور العنفة بمسافة محددة لتعطي عزم ايجابي للعمود وبالتالي مساعدته على الدوران في الاتجاه الذي يدور فيه في ذلك الحين.