Без турбини - нов тип вятърни генератори

Специалистите по алтернативна енергия отдавна формират стереотип за това как трябва да изглеждат правилни и ефективни ветрогенератори. Това състояние не е никак изненадващо, защото вятърните турбини се изграждат всяка година по целия свят и това винаги са огромни конструкции с остриета, подобни на гигантските вятърни мелници. Що се отнася до безвредните ветрогенератори, отношението към тях като правило сред алтернативните хора е много, много скептично.

Независимо от това, разработчиците на нови решения не бързат да спират в своя ентусиазъм. И така през 2015 г. испанската компания Vortex Bladeless предложи нова версия и модел на готово решение, показващ как могат да бъдат подредени ветрогенераторите, които не са по-ниски по ефективност от традиционните лопатки, но ги надминават както по безопасност, така и по отношение на производствената ефективност и възможностите инсталация.

Vortex Bladeless представи модела и работното оформление на принципно нов ветрогенератор, напълно за разлика от обикновените вятърни мелници. Няма остриета, които се въртят във вятъра, а големи въртящи се части изобщо не се предвиждат.

Генераторът изобщо не е като вятърна мелница, по-скоро прилича на голяма бейзболна бухалка, монтирана вертикално на писалка и се люлее под въздействието на вятъра, който духа върху нея. Но вятърът не винаги духа в пориви, някой може да спори и как тогава тази гигантска бухалка ще се люлее, просто ще се наведе и ще стои неподвижна като дърво? Всъщност всичко е напълно грешно!

Принципът, че вертикален ветрогенератор ще се люлее във вятъра, не е свързан с пориви на вятъра. Принципът е да замахнете вертикалния генератор чрез невидими вихри на въздуха, образувани под формата на верига зад цилиндрични предмети, издухани от газ или течащи наоколо от течност в напречна посока.

Това явление е обяснено през 1912 г. от Теодор фон Карман, американски физик и специалист по аеродинамика и аеронавтика. И феноменът на образуването на вериги от вихри около издухана или поточна течност, вертикалната ос беше наречена в чест на учения „джобен път“. Този феномен бе положен от разработчиците като основа за уникален без ветрогенератор.

Vortex генератор на вятър е половината от производствените разходи в сравнение с лопатната турбина с подобен капацитет, а разходите за редовна поддръжка са пет пъти по-малко! Освен това количеството на емисиите на парникови газове е с 40% по-ниско, генераторът работи по-тих и е почти напълно безопасен за птици и прилепи.

Що се отнася до ефективността като цяло, вертикалните генератори без остриета могат да бъдат инсталирани на по-малка площ и по този начин да получават повече електричество, отколкото от същите вятърни генератори, които изискват огромни площи, за да може турбината да се люлее. Този фактор е изключително важен при изграждането на големи вятърни електроцентрали и могат да бъдат инсталирани няколко вертикални генератора и близо един до друг - електроцентралата ще се окаже по-компактна.

Не само това, разработчиците провериха аеродинамиката на системата от два от своите вятърни генератори, когато единият застана зад другия, и се оказа, че този, който застана зад, се люлееше още повече, защото отново използваше вихрите от първия.

Авторите на проекта са сигурни, че за частните домакинства ще има достатъчно мини мини вятърни генератори с височина 12,5 метра за номинална мощност от 4 кВт, а моделите Gran, разработени с мощност 1 MW, ще формират основата на големи вятърни централи.Още в началния етап на изследването през 2012 г. европейските инвеститори инвестираха около 1 000 000 евро във Vortex Bladeless и до ден днешен проектът изглежда много обещаващ.

В структурно отношение вятърната мелница се състои от две части. Горната част има неравна повърхност и именно тя се люлее и генерира въздушни вихри на джобната пътека около себе си. В стационарната долна част на конструкцията са разположени елементи на електрически генератор.

Настройката е проектирана така, че натрупването да се случи с резонансна честота, която съвпада с честотата на вихрите във формираната Karman track. Така вятърът люлее горната част на вятърната мелница, използвайки явлението механичен резонанс. И ако по-рано такъв резонанс разрушаваше мостове и други структури, сега той ще може да генерира електричество, показвайки разрушителния си потенциал по-приятелски.

Първо, специалистите на компанията успешно тестваха прототипи от 2 кВт, проектирани за духане на вятър със скорост от 1,5 до 7 м / сек; Моторите с мощност 4 кВт са проектирани за 3-15 м / сек и така е възможно мащабиране до няколко мегавата. Основните компоненти на бъдещите вятърни електроцентрали на новите генератори са вертикални генератори Vortex Bladeless с мощност 1 MW, височина 150 метра, от които ще бъде възможно да се сглоби огромна електроцентрала с необходимия капацитет.

Разработчиците, разбира се, не разкриват всички тънкости, но се знае нещо. В основата на подвижната част има два пръстена отблъскващи магнити, така че когато вятърът огъва конструкцията в едната посока, магнитите се дърпат в другата посока, а тези малки движещи се и тласкащи движения допринасят за проявата на кинетична енергия, произтичаща от кръговото люлеене на кулата, която след това преобразувана в електрическа енергия с помощта на линеен алтернатор. Честотата на трептене на кулата достига 20 Hz.

Изследванията продължават дълго време и на различни етапи устройството непрекъснато се усъвършенства, произведени са повече от 200 модела и всеки от тях е тестван от разработчици във вятърен тунел, така че геометрията на мачтата най-накрая да позволи да се събере възможно най-много енергия от вятъра и така че естествената честота на вихровата мачта Без блейд можеше да се промени, за да се приспособи към резонанса с Pocket track.