A turbina eólica de eixo verticail possui o eixo de rotação perpendicular ao solo.
Não existe um padrão ou formato definido de turbinas eólicas verticais, basicamente o que possuem em comum são as pás girando no mesmo plano que o chão. A razão de ter tantos modelos com diferentes e variadas geometrias se dá porque existe menos informação e pesquisa nessa área, o que motiva os fabricantes e empreendedores a inovar.
Conforme estatísticas da WWEA no mercado mundial são usadas mais turbinas eólicas horizontais que verticais, sendo que 1 de cada 5 fabricantes manufatura turbinas do tipo vertical. O motivo principal da diferença são as vantagens no rendimento e custo-benefício das turbinas eólicas horizontais em regiões agrícolas, onde as turbinas verticais são menos eficientes conforme explicaremos adiante.
Turbinas eólicas verticais são usadas principalmente por ter um melhor comportamento em ventos turbulentos e emitir baixos níveis de ruído em comparação às turbinas eólicas de eixo horizontal. Não menos importante, a estética desse tipo de turbina pode ser mais atrativa. Por essas razões esse tipo de aerogeradores são considerados mais apropriados para regiões urbanas ou semiurbanas.
Existem também três tipos principais de turbinas eólicas de eixo vertical:
Darrieus: São turbinas com perfil aerodinâmico desenhado de forma semelhante às asas dos aviões, criando sustentação para se movimentarem e gerar energia. Os aerogeradores Darrieus são mais eficientes que as turbinas do tipo Savonius.
Savonius: A força predominante neste tipo de geradores é a força de arrasto, ou seja, as turbinas giram predominantemente pela pressão do ar sobre as pás. As turbinas Savonius são geralmente mais baratas e começam a girar a uma velocidade mais baixa em relação a outros tipos de turbinas eólicas, porém é o tipo de turbina eólica menos eficiente tomando em consideração a área de captação de energia e a produção anual da mesma.
Darrieus-Savonius: Turbina eólica híbrida com os sistemas Darrieus e Savonius acoplados ao mesmo eixo, os quais segundo os fabricantes usam as vantagens de cada um dos tipos de turbina.
As desvantagens de uma turbina eólica de eixo vertical são:
Menor desempenho comparado a uma turbina eólica de eixo horizontal.
As torres de sustentação são baixas, diminuindo o aproveitamento de maiores velocidades do vento.
Dependendo do fabricante a manutenção pode ser difícil e cara, por exemplo no caso onde as pás são fabricadas em alumínio, se apresentam problemas estruturais a longo prazo devido a esforços por fadiga. Também tem se relatado casos onde o rolamento superior quebra, e em ditos casos a troca do acessório pode ser complexa.
A modelagem matemática (aerodinâmica) é muito complexa dificultando o desenho.
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