Tuuliturbiineita on hyvin erilaisia, pystyakseloituja ja vaaka-akseloituja, 1-, 2-, 3- ja monilapaisia. Yleisimmin suurvoimatuotannossa käytetyt olevat voimalat ovat vaaka-akseloituja ja 3-lapaisia. Pienissä, esimerkiksi mökkikäyttöön suunnitelluissa, voimaloissa on yleisimmin 2 tai 3 lapaa. Kiinteistöjen katoille esimerkiksi kaupunkiympäristöön ja telemastoihin on pystytetty pystyakseloituja voimaloita.
Pystyakseliset voimalat
Pystyroottorin (Windside, Savonius, Dareius jne) pyyhkäisypinta-ala on pyörivän roottorin suurin tuulta vastaan kohtisuora pinta-ala ja napakorkeus on roottorin pyyhkäisypinta-alan keskipisteen korkeus maan pinnasta. Pystyakselinen voimala toimii samalla lailla kaikilla tuulen suunnilla eikä se tarvitse erillistä tuuleen suuntausta.
Vaaka-akseliset voimalat
Vaaka-akselisen tuulivoimalan pyyhkäisypinta-ala on potkurin kärjen piirtämän ympyrän pinta-ala ja napakorkeus on potkurin akselin korkeus maan pinnasta. Vaaka-akseliset turbiinit on suunniteltu määrätylle tuulen nopeusalueelle, jolla ne toimivat parhaiten. Vaaka-akselisten etuna on roottorin suurempi pyyhkäisypinta-ala, jolloin tuulesta saadaan enemmän energiaa talteen. Potkurimallinen turbiini toimii paremmalla tehokertoimella keskinopeilla tuulilla, jos verrataan pystyakseliseen turbiiniin.
Vaaka-akselisen voimalan potkuri on käännettävä kohti tuulta, jotta voimala toimisi. Tuuleen suuntaus tapahtuu joko moottorikäyttösesti tai käyttämällä pyrstöä tai poikittaista kääntöpotkuria, joka toimii tuulen tullessa sivusta. Vaaka-akselisia tuulivoimaloita on ollut kahta päätyyppiä, etutuuli- ja takatuulipotkureita.
Etutuulipotkurissa potkurin akseli on lähes vaakatasossa ja potkuri on mastosta katsottuna tuulen puolella. Tämä on yleisin käytetty tyyppi. Takatuulipotkurissa potkurin akseli on lähes vaakatasossa ja potkuri on mastosta katsottuna tuulen alapuolella. Tämä tyyppi oli varsin yleinen, koska potkuria tuuleen kääntävä suuntauskoneisto tai peräsin voitiin jättää pois, kun lavat toimivat tuuliviirin tavoin ja ohjasivat voimalan aina oikeaan suuntaan. Tyyppi menetti vähitellen suosionsa, koska maston taakse syntyvät pyörteet aiheuttivat ongelmia osuessaa potkuriin. Ongelmista mainittakoon melu ja tärinä.
Kuva Pystyakselinen Savonius-voimala (Kuva: Koskinen U)
Lisätietoa:
Tuulivoimaloiden toimintaperiaatteen mukainen luokittelu