توربین بادی داریوس نوعی از توربینهای بادی محور عمودی (VAWT) است که برای تولید برق از انرژی باد استفاده میشود. توربین شامل تعدادی پره انحنادار است که بر روی شافت عمودی کار گذاشتهشدهاند. انحنای پرهها باعث میشود که پرهها فقط در سرعتهای دوار زیاد، دچار تنش شوند. توربین داریوس اولین بار توسط مهندس هوانوردی، جرج جین ماری داریوس ابداع شد. مشکلات اساسی در محافظت توربین داریوس در برابر بادهای شدید و خود راهاندازی آن وجود دارد.
طرز کار
در مدل اصلی طراحی داریوس، ایرفویل ها مرتبشدهاند بهگونهای که متقارناند و زاویه آنها (زاویه قرار دادن ایرفویل ها نسبت به ساختاری که روی آن قرار دارند) صفر است. بنابراین توربین با این آرایش بدون تأثیر از جهت چرخیدن، برخلاف مدلهای مرسوم در تمام جهات مؤثر است.
هنگامیکه روتور داریوس در حال چرخیدن است، ایرفویل ها در هوا به سمت جلو، در مسیری دایروی حرکت میکنند. این حرکت در نهایت باعث ایجاد زاویه حمله متغیر کوچک میکند. هنگامیکه روتور ثابت است، هیچ نیروی برآیند دواری حتی اگر سرعت باد یاد شود، بلند نمیشود. روتور میبایست در حال چرخیدن باشد تا گشتاور تولید کند. بنابراین این طراحی اصولاً خود راه انداز نیست. تحت شرایط خاصی، روتورهای داریوس قابلیت خود چرخاندن را دارند که در این حالتها برای نگه داشتن آن باید از ترمزها استفاده کرد.
یکی از مشکلات توربینهای داریوس، تغییر زاویه حمله آن با چرخش توربین است، بنابراین هر پره بیشترین میزان گشتاور خود را در دو نقطه در سیکل (جلو و پشت توربین) تولید میکند. این امر موجب ایجاد سیکل توان سینوسی میشود. به صورت دقیقتر، تقریباً تمامی توربینهای داریوس مودهای رزونانسی دارند که در سرعتهای چرخشی ویژهای، نوسان آن با فرکانس طبیعی پرهها یکسان میشود و میتوان موجب شکست آنها شود. به همین منظور غالب توربینهای داریوس دارای ترمزهای مکانیکی و دیگر تجهیزات کنترل سرعت برای جلوگیری از چرخیدن در چنین سرعتهایی است.
مشکل دیگر این توربینها این است که قسمت اعظمی از وزن مکانیسم روتور در پیرامون توربین بجای مرکز آن قرار دارد. این امر موجب ایجاد تنش گریز از مرکز زیادی بر روی مکانیسم میشود ه باید قویتر و سنگینتر برای تحمل این تنشها باشد. یک راه برای حل این مشکل، انحنا دادن به بالهها است.
پرههای توربین داریوس، گاهی به شکل مارپیچ نیز ساخته میشوند. برای مثال، 3 پره با پیچ مارپیچ 60 درجه مانند توربینهای آبی گورلو (Gorlov's water turbines). این طراحی توربین توسط برخی از برندهای تولید کننده توربین داریوس مانند Turby و Enessere استفاده میشود.