إن خيارات الطاقة المتجددة تجعل العديد من الأشخاص حول العالم يسعون للتقليل من تكاليف الطاقة الخاصة بهم مع القيام بدورهم في حماية العالم، حيث أدى ارتفاع مستويات سطح البحر وتصاعد مستويات التلوث إلى إثارة اهتمام عالمي وأدى إلى ظهور تصاميم جديدة لتوربينات الرياح، إذ أن الكثير من الناس يستخدمون هذه التوربينات لمساعدتهم في اتخاذ هذه الخطوات.
تتكون توربينات الرياح أساسًا من نوعين: المحور الرأسي (VAWT) والمحور الأفقي (HAWT)، المحور الأفقي هو أكثر أنواع توربينات الرياح شيوعًا، حيث يتم بناؤها في جميع أنحاء العالم، في حين أن المحور الرأسي هو نوع من توربينات الرياح لها شفرتان أو ثلاث شفرات، يعمل فيها عمود الدوار الرئيسي عموديًا، ومع ذلك يتم استخدامها بشكل أقل تكرارا؛ نظراً لكونها ليست فعالة مثل المحور الأفقي.
توربينات الرياح ذات المحور الرأسي (VAWT) هي التوربينات الأكثر شعبية، والتي يضيفها الناس لجعل منازلهم مصدرًا للطاقة المتجددة، وعلى الرغم من أنها ليست شائعة الاستخدام مثل توربينات الرياح ذات المحور الأفقي إلا أنها مهمة؛ لوضعها في المواقع السكنية وأكثر من ذلك.
تدور التوربينات العمودية على المحور الرأسي وتأتي بأشكال وألوان مختلفة، حيث أن هذه الحركة تشبه حركة عملة معدنية تدور على حافةٍ ما،. الاختلاف الرئيسي بين المحور الرأسي والمحور الأفقي هو موضع الشفرات، ففي المحور الأفقي توجد الشفرات في الأعلى وتدور في الهواء، بينما في المحور الرأسي يتم تثبيت المولد في قاعدة البرج ويتم لف الشفرات حول العمود.
تم تصميم توربينات الرياح ذات المحور الرأسي لتكون اقتصادية وعملية فضلاً عن كونها هادئة وفعالة، كما أنها مهمة للاستخدام في المناطق السكنية، في حين أن المحور الرأسي هو الأفضل للاستخدام في موقع العمل، وهناك نوعان مختلفان من توربينات الرياح العمودية؛ فالأول هو دوار Savonius والثاني هو نموذج Darrieus، حيث يشبه النموذج الأول اسطوانة مفصولة إلى نصفين مع وضع النصفين على عمود دوار، أما النموذج الثاني فهو أصغر ويشبه إلى حد كبير مضرب البيض.
تعمل توربينات الرياح على تأمين الهواء في المحور الذي يتحول إلى مولد، حيث يتم تدوير الهواء الذي يمر عبر شفرات توربينات الرياح في المولد من خلال زخم الدوران، كما تتميز توربينات الرياح ذات المحور الرأسي عن الأفقي؛ نظرًا لأن هذه التوربينات غالبًا ما تكون:
قد نتساءل لماذا يتم استخدام المحور الرأسي بدلاً من المحور الأفقي؟ هناك بالفعل عدد من الأسباب لاتخاذ هذا القرار، وفيما يلي سيتم ذكر أهم المزايا التي تتعلق بهذا النوع من توربينات الرياح المستخدمة في منازلنا:
كما تُنتج توربينات الرياح ذات المحور الرأسي بشكل عام طاقة أقل مقارنة بالمحور الأفقي، ويرجع ذلك أساسًا إلى السحب الإضافي الذي يتمتع به المحور الرأسي، حيث تدور في مهب الريح، وقد تختلف كل من توربينات الرياح ذات المحور الرأسي والمحور الأفقي في مظهرهما وطريقة تشغيلهما، لكنهما يولدان الكهرباء عن طريق تحويل طاقة الرياح إلى طاقة كهربائية باستخدام عمود دوار.
فإذا كنا نبحث عن مصدر كبير للطاقة المتجددة يمكننا استخدامه في منازلنا فإن الأمر يستحق التفكير في توربينات الرياح ذات المحور الرأسي، حيث أنه تم تصميم هذه التوربينات لتستخدم في المنازل وعلى الرغم من وجود إيجابيات وسلبيات فإن معظم مستخدميها يُقدرون مدى فعالية الطاقة التي يتم إنتاجها.