Нова фізична модель руху повітряних потоків навколо роторів дозволяє точніше розраховувати їх ефективність в екстремальних умовах.
Теоретичні основи аеродинаміки, що застосовуються для проєктування роторів вітрогенераторів і пропелерів, були розроблені ще наприкінці XIX століття. Вони дають змогу визначити максимальну кількість енергії, яку може видати ротор певної конструкції. Проте на практиці ці принципи виявлялися недостатніми для точних розрахунків, особливо за високих швидкостей обертання або зміни кутів лопатей. Для корекції цих розрахунків інженери змушені були додавати емпіричні поправочні коефіцієнти.
Команда з Массачусетського технологічного інституту запропонувала вдосконалену модель, засновану на рівняннях для прогнозування тягових сил тривимірних крил. Використовуючи сучасні комп’ютерні симуляції аеродинаміки, вчені проаналізували рух повітря навколо турбін та внесли зміни до класичних теорій. Ця нова теорія була перевірена як у комп’ютерних моделях, так і в аеродинамічних трубах, що підтвердило її точність та ефективність.
Нова модель дозволяє розраховувати сили, швидкості струменів і потужність ротора у випадках, коли він отримує або віддає енергію повітряному потоку. Це може бути застосовано як для вітрогенераторів, так і для пропелерів літаків і кораблів. Оператори вітряних електростанцій тепер мають змогу швидше оптимізувати роботу вітряків для досягнення максимальної віддачі без складних коригувань.
Також ця модель демонструє, що вітрогенератори можуть генерувати більше енергії, ніж передбачалося раніше. Це ставить під сумнів межу Бетца, яка тривалий час вважалася основним обмеженням для видобутку енергії з вітру. Нові можливості для підвищення ефективності систем вітряної енергетики можна застосовувати вже зараз.
Японія вже понад 15 років використовує вертикальні співвісні турбіни з протилежним обертанням, які можуть генерувати енергію навіть за слабкого вітру. Нещодавно це рішення було випробуване також на Гавайських островах, що відкриває нові перспективи для використання цієї технології в інших країнах.