Turbiny bez Vanity - nowy typ generatora wiatrowego

Specjaliści od energii alternatywnej od dawna tworzą stereotyp dotyczący tego, jak powinny wyglądać prawidłowe i wydajne generatory wiatrowe. Ten stan rzeczy wcale nie jest zaskakujący, ponieważ turbiny wiatrowe są budowane co roku na całym świecie i zawsze są to ogromne konstrukcje z łopatami, podobne do gigantycznych wiatraków. Co do bezwietrznych generatorów wiatrowych, stosunek do nich z reguły wśród ludzi alternatywnych jest bardzo, bardzo sceptyczny.

Niemniej twórcy nowych rozwiązań nie spieszą się z entuzjazmem. I tak w 2015 r. Hiszpańska firma Vortex Bladeless zaproponowała nową wersję i gotowy model rozwiązania, pokazując, w jaki sposób można ustawić generatory wiatrowe, które nie są gorsze pod względem wydajności niż tradycyjne łopatki, ale przewyższają je zarówno pod względem wydajności, jak i możliwości produkcyjnych instalacja

Vortex Bladeless przedstawił model i układ roboczy całkowicie nowego generatora wiatrowego, zupełnie inaczej niż zwykłe wiatraki. Żadne ostrza nie obracają się na wietrze, a duże wirujące części wcale nie są przewidziane.

Generator wcale nie przypomina wiatraka, raczej przypomina dużego kija baseballowego, zamontowanego pionowo na długopisie i kołyszącego się pod wpływem wiatru wiejącego na nim. Ale wiatr nie zawsze wieje podmuchy, ktoś może się sprzeciwić, a jak wtedy ten gigantyczny nietoperz będzie kołysał się, czy po prostu pochyli się i stanie nieruchomo jak drzewo? W rzeczywistości wszystko jest całkowicie nie tak!

Zasada, że ​​pionowy generator wiatru bez skrzydeł będzie huśtał się na wietrze, nie jest związana z podmuchami wiatru. Zasadą jest wychylanie pionowego generatora przez niewidzialne wiry powietrza, formujące się w postaci łańcucha za cylindrycznymi przedmiotami, dmuchane gazem lub opływane cieczą w kierunku poprzecznym.

Zjawisko to zostało wyjaśnione w 1912 roku przez Theodore von Karman, amerykański fizyk i specjalista w dziedzinie aerodynamiki i aeronautyki. I zjawisko powstawania łańcuchów wirów wokół wydmuchiwanego gazu lub usprawnionej cieczy, oś pionowa została nazwana na cześć naukowca „Ścieżką kieszeni”. Zjawisko to zostało stworzone przez twórców jako podstawa unikalnego generatora wiatrowego bezłopatkowego.

Generator wiatrowy Vortex jest o połowę tańszy w produkcji niż turbina łopatkowa o podobnej wydajności, a koszty regularnej konserwacji są pięciokrotnie niższe! Ponadto ilość emitowanych gazów cieplarnianych jest o 40% niższa, generator pracuje ciszej i jest prawie całkowicie bezpieczny dla ptaków i nietoperzy.

Jeśli chodzi o ogólną wydajność, pionowe generatory bezłopatkowe mogą być instalowane na mniejszym obszarze i tym samym otrzymywać więcej energii elektrycznej niż z tych samych generatorów wiatrowych łopatkowych wymagających dużych obszarów, aby turbina mogła się obracać. Ten czynnik jest niezwykle ważny przy budowie dużych farm wiatrowych, a kilka pionowych generatorów można zainstalować blisko siebie - elektrownia okaże się bardziej zwarta.

Co więcej, twórcy sprawdzili aerodynamikę systemu z dwóch swoich generatorów wiatrowych, gdy jeden stał za drugim, i okazało się, że ten, który stał za nim, kołysał się jeszcze bardziej, ponieważ ponownie używał wirów od pierwszego.

Autorzy projektu są pewni, że dla prywatnych gospodarstw domowych będzie wystarczająca ilość mini Mini generatorów wiatrowych o wysokości 12,5 metra dla mocy znamionowej 4 kW, a opracowane modele Gran o mocy 1 MW każdy będą stanowić podstawę dużych elektrowni wiatrowych.Nawet na początkowym etapie badań w 2012 r. Europejscy inwestorzy zainwestowali około 1 000 000 euro w Vortex Bladeless i do dziś projekt wydaje się bardzo obiecujący.

Strukturalnie wiatrak składa się z dwóch części. Górna część ma nierówną powierzchnię i to ona kołysze się i generuje wiry powietrzne ścieżki Pocket wokół siebie. W stacjonarnej dolnej części konstrukcji znajdują się elementy generatora elektrycznego.

Konfiguracja została zaprojektowana w taki sposób, aby nagromadzenie odbywało się z częstotliwością rezonansową, która pokrywa się z częstotliwością wirów w utworzonym torze Karmana. Tak więc wiatr kołysze górną część wiatraka, wykorzystując zjawisko rezonansu mechanicznego. A jeśli wcześniej taki rezonans zniszczyłby mosty i inne konstrukcje, teraz będzie mógł wytwarzać elektryczność, pokazując swój niszczycielski potencjał bardziej przyjazny.

Po pierwsze, specjaliści firmy z powodzeniem przetestowali prototypy o mocy 2 kW zaprojektowane pod wiatr wiejący z prędkością 1,5 do 7 m / s; Modele o mocy 4 kW są zaprojektowane dla prędkości 3-15 m / s, dzięki czemu możliwe jest skalowanie do kilku megawatów. Głównymi elementami przyszłych farm wiatrowych w nowych generatorach są pionowe generatory Vortex bezłopatkowe o mocy 1 MW i wysokości 150 metrów, z których będzie można zbudować ogromną elektrownię o wymaganej mocy.

Programiści oczywiście nie ujawniają wszystkich subtelności, ale coś jest znane. U podstawy części ruchomej znajdują się dwa pierścienie odpychających magnesów, tak że gdy wiatr zgina konstrukcję w jednym kierunku, magnesy ciągną w drugim kierunku, a te niewielkie ruchy pchające i popychające tylko przyczyniają się do manifestacji energii kinetycznej zachodzącej podczas kołysania się wieży, która następnie zamienione na energię elektryczną za pomocą alternatora liniowego. Częstotliwość oscylacji wieży sięga 20 Hz.

Badania trwały przez długi czas, a na różnych etapach urządzenie było stale ulepszane, wyprodukowano ponad 200 modeli, a każdy z nich został przetestowany przez twórców w tunelu aerodynamicznym, aby geometria masztu w końcu pozwoliła na zebranie jak największej ilości energii wiatru i aby naturalna częstotliwość masztu Vortex Bladeless może się zmienić, aby dostosować się do rezonansu z torem Pocket.