Construită de obicei cu doar două sau trei pale, o turbină eoliană cu axă verticală (VAWT) este un tip de turbină eoliană în care arborele rotorului principal rulează mai degrabă vertical decât orizontal. Deși există diferite stiluri ale acestor tipuri de turbine, o versiune arată mult ca un bătător de ouă. Mișcarea sa, pe de altă parte, este similară cu o monedă care se învârte pe marginea ei.
Când majoritatea oamenilor aud expresia „turbină eoliană”, ei vizualizează o turbină eoliană cu axă orizontală (HAWT). Un HAWT seamănă foarte mult cu o elice de avion. Motivul pentru care oamenii asociază îndeaproape un HAWT cu conceptul de turbină eoliană este pur și simplu pentru că turbina eoliană cu axă verticală nu este la fel de comună ca omologul său orizontal. De fapt, VAWT-urile nu sunt utilizate în general în scopuri comerciale și sunt rareori conectate la rețelele electrice.
Desigur, în ciuda diferențelor de aspect și a modurilor lor distincte de funcționare, atât VAWT, cât și HAWT generează electricitate prin conversia energiei vântului în cuplu folosind un arbore rotativ. Adică, vântul întoarce palele turbinei eoliene în jurul rotorului turbinei. Acel rotor, la rândul său, este conectat la arborele principal al turbinei, iar acel arbore principal alimentează un generator, care generează electricitate.
Există câteva beneficii inerente în designul turbinei eoliene cu axă verticală. Generatorul și cutia de viteze ale turbinei pot fi amplasate aproape de nivelul solului, facilitând întreținerea și scăzând costurile inițiale de construcție. De asemenea, nu trebuie să înfrunte vântul ca HAWT, ceea ce le crește capacitatea de a valorifica puterea vântului și, prin urmare, le sporește fiabilitatea generală. Producătorii susțin, de asemenea, că VAWT este mai puțin zgomotos decât omologul său HAWT.
Dezavantajul principal asociat cu turbina eoliană cu axă verticală este însă că eficiența acesteia este redusă deoarece vitezele vântului sunt mai mici aproape de sol. Acest tip de turbină nu este, în general, capabil să producă atâta energie electrică ca și designul HAWT. Nici VAWT-urile nu pornesc de la sine, ceea ce reprezintă o piedică în calea conectivității rețelei electrice. Din aceste motive, turbina eoliană cu axă verticală este adesea selectată pentru instalare atunci când costul sau fiabilitatea este preocuparea primordială. Atunci când producția totală și eficiența sunt cele mai importante considerații, se utilizează de obicei turbina eoliană cu axă orizontală.
Se fac cercetări asupra VAWT-urilor în efortul de a crește producția lor de energie și de a minimiza zgomotul lor mecanic și aerodinamic. Inginerii speră să îmbunătățească acest tip de turbină eoliană, astfel încât să poată fi utilizată pe scară largă în peisajele urbane, unde spațiul pentru instalațiile de parcuri eoliene este limitat.
Dintre numeroasele tipuri de proiectare de turbine eoliene cu axă verticală, cele două cele mai des construite sunt turbinele Savonious și Darrieus. Un inginer finlandez pe nume Sigurd J. Savonius a inventat turbina simplă, de tip drag în 1922, iar inginerul francez Georges Jean Marie Darrieus a inventat turbina sa mai practică, de tip lift în 1927. Alte tipuri de design de turbine eoliene cu axă verticală includ turby, quietrevolution , aerotectură, giromill și cicloturbină.
Calcule detaliate privind aerodinamica rotorului turbinei eoliene cu axă verticală sunt disponibile online.