اگرچه توربين هاي محور افقي همچنان به عنوان رايجترين نوع توربين هاي بادي جهت توليد برق در مقياسهاي بالا محسوب ميشوند، طي ساليان اخير، رقيب محور عمودي آنها توجه خاصي را جهت كاربردهاي مستقل از شبكه و نيز توليد برق با ظرفيت پايين به خود جلب كرده است. جداي از ويژگي هاي مثبت برشمرده شده براي توربين هاي محور عمودي، مدل H-Darrieus با هندسه ثابت به عنوان رايجترين شكل اين توربين ها، فاقد قابليت شروع به حركت بدون تحريك خارجي ميباشد. عدم وجود اين قابليت، كاربرد اين سيستم ها را در بسياري از موارد به خصوص در محيط هاي با سرعت وزش باد پايين، محدود يا غيرممكن ساخته است. هدف از اختراع حاضر رفع مشكل شروع به حركت توربين هاي محور عمودي از نوع H-شكل بدون نياز به تحريك خارجي از طريق مكانيزم ساده منفعل و همچنين افزايش كارايي اين نوع توربين ها در گستره وسيعتري از سرعت هاي باد ميباشد. اگرچه انتخاب دقيق ايرفويل پره توربين هاي مورد اشاره، شروع به حركت خودكار اين توربين ها را ممكن ميسازد، اما اين راه حل بصورت قابل توجهي تحت تاثير مشخصات جريان آزاد بوده و نميتوان آنرا به عنوان يك راه حل عمومي جهت رفع مشكل شروع به حركت معرفي نمود. صرفنظر از علل احتمالي، اين مشكل محققين را به طراحي و توسعه نوع ديگري از توربين هاي محور عمودي، تحت عنوان توربين هاي با هندسه متغيير واداشت كه به كررات مورد مطالعه قرار گرفته است. اين طرح ها عمدتا بر اساس چرخش وضعي پره (pitching) (به صورت فعال و منفعل) بوده و تنها تعداد اندكي طرح، ساير پارامترهاي هندسه روتور را مورد استفاده قرار داده اند. اگرچه عمده اين توربين ها در دستيابي به هدف اوليه اشان (شروع به حركت خودكار) موفق بودند، در عين حال، پيچيدگي حاضر در اين مكانيزم ها كاربردشان را به شكل قابل توجهي محدود كرده و به نوبه خود مانع توسعه اين طرح ها شده است. در اختراع حاضر، طرح جديدي از توربينهاي با هندسه متغير، تحت عنوان solidity متغير، طراحي و مورد ارزيابي قرار گرفت. در اين طرح طول شعاع روتور متغير بوده و وابسته به وضعيت كاركرد توربين بصورت منفعل بدون نياز به تحريك خارجي تغيير ميكند. اين مكانيزم از هر دو حالت solidity پايين و بالا به ترتيب جهت دستيابي به ويژگي شروع به حركت مطمئن (كاركرد گشتاور پايين) و اوج عملكرد بالاتر (كاركرد گشتاور بالا) بهره ميبرد. روتور توربين شامل پره هايي با قابليت جابجايي كشويي در راستاي بازوهاي شعايي متصل به ستون مركزي روتور ميباشد. پره هاي كشويي توسط فنر هاي فشاري به سمت مركز روتور فشرده و در موقعيت اوليه خود (شعاع كمينه) ثابت شده اند. در اين مكانيزم شعاع روتور و در نتيجه solidity روتور همواره توسط نيروي گريز از مركز در حال تغيير (وابسته به سرعت چرخش و مشخصات فيزيكي پره) و نيروي مقاومت ناشي از حضور فنرهاي تنظيم، به صورت منفعل كنترل ميشود. از مهترمين مزاياي اين اختراع ميتوان به موارد زير اشاره كرد: - كاهش قابل توجه طول بازه زماني شروع به حركت - افزايش بيشينه TSR و گشتاور حاصله - كاهش قابل توجه كمينه سرعت باد لازم جهت شروع به كار توربين (كاربرد توربين در گستره وسيعتر جغرافيايي) - هزينه پايين ساخت و نگهداري