Vanligtvis byggd med bara två eller tre blad, ett vindkraftverk med vertikal axel (VAWT) är en typ av vindturbin där huvudrotoraxeln löper vertikalt snarare än horisontellt. Även om det finns olika stilar av dessa typer av turbiner, ser en version mycket ut som en äggvispare. Dess rörelse, å andra sidan, liknar ett mynt som snurrar på kanten.
När de flesta människor hör frasen ”vindkraftverk” visualiserar de ett vindkraftverk med horisontell axel (HAWT). En HAWT ser väldigt mycket ut som en flygplanspropeller. Anledningen till att människor nära förknippar en HAWT med vindkraftskonceptet är helt enkelt för att vindkraftverket med vertikal axel inte är lika vanligt som dess horisontella motsvarighet. Faktum är att VAWT vanligtvis inte används för kommersiella ändamål, och de är sällan anslutna till elnät.
Naturligtvis, trots deras skillnader i utseende och deras distinkta driftsätt, genererar både VAWT och HAWT elektricitet genom att omvandla vindens energi till vridmoment med hjälp av en roterande axel. Det vill säga vind vrider vindkraftverkets blad runt turbinens rotor. Den rotorn är i sin tur kopplad till turbinens huvudaxel och den huvudaxeln driver en generator som genererar elektriciteten.
Det finns vissa fördelar med utformningen av vindkraftverken med vertikal axel. Turbinens generator och växellåda kan placeras nära marknivån, vilket gör underhållet enklare och sänker de initiala byggkostnaderna. De behöver inte heller möta vinden som HAWT, vilket ökar deras förmåga att utnyttja vindens kraft och därmed förbättrar deras övergripande tillförlitlighet. Tillverkare hävdar också att VAWT är mindre bullriga än dess HAWT-motsvarighet.
Den primära nackdelen med det vertikala vindturbinen är dock att dess effektivitet minskar eftersom vindhastigheterna är lägre nära marken. Denna typ av turbin kan i allmänhet inte producera lika mycket elektricitet som HAWT-designen. VAWT startar inte heller själv, vilket är ett hinder för anslutning till elnätet. Av dessa skäl väljs ofta vindkraftverk med vertikal axel för installation när kostnad eller tillförlitlighet är det viktigaste problemet. När total effekt och effektivitet är de viktigaste övervägandena används vanligtvis vindkraftverket med horisontell axel.
Forskning görs på VAWT i ett försök att öka deras energiuttag och minimera deras mekaniska och aerodynamiska buller. Ingenjörer hoppas kunna förbättra denna typ av vindkraftverk så att den så småningom kan användas i stor utsträckning i stadslandskap där utrymmet för vindkraftsanläggningar är begränsat.
Av de många designtyperna för vindkraftverk med vertikala axlar är de två vanligast konstruerade turbinerna Savonious och Darrieus. En finsk ingenjör vid namn Sigurd J. Savonius uppfann den enkla turbinen av dragtyp 1922, och den franske ingenjören Georges Jean Marie Darrieus uppfann sin mer praktiska turbin av hisstyp 1927. Andra designtyper av vertikalaxlade vindturbiner inkluderar turby, quietrevolution , aerotecture, giromill och cykloturbin.
Detaljerade beräkningar angående den vertikala vindturbinens rotoraerodynamik finns tillgängliga online.