เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลม 5 แบบ

พลังงานลมกำลังพัฒนาไปทั่วโลกและไม่มีความลับสำหรับทุกคนที่นี่เป็นหนึ่งในพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดของพลังงานทางเลือกในขณะนี้ ภายในกลางปี ​​2557 ความจุทั้งหมดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมที่ติดตั้งทั้งหมดในโลกคือ 336 กิกะวัตต์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม Vestas-164 แบบสามแนวที่ใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุดได้รับการติดตั้งและเปิดตัวในต้นปี 2557 ที่เดนมาร์ก พลังงานของมันถึง 8 เมกะวัตต์และช่วงของใบมีดคือ 164 เมตร

แม้จะมีเทคโนโลยีที่ใช้งานมายาวนานของกังหันผลิตและกังหันลมโดยทั่วไปผู้ที่ชื่นชอบหลายคนพยายามที่จะปรับปรุงเทคโนโลยีเพิ่มประสิทธิภาพและลดปัจจัยลบ

ดังที่ทราบกันแล้วว่าค่าสัมประสิทธิ์การใช้พลังงานของกระแสลมนั้น กังหันลมผลิตไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ที่ดีที่สุดคือถึง 30% พวกเขาค่อนข้างเสียงดังและทำให้เสียสมดุลความร้อนตามธรรมชาติของดินแดนโดยรอบทำให้อุณหภูมิของชั้นอากาศในตอนกลางคืนเพิ่มขึ้น พวกมันยังเป็นอันตรายต่อนกและพื้นที่ขนาดใหญ่ด้วย

มีทางเลือกอะไรบ้าง? อันที่จริงงานของนักประดิษฐ์สมัยใหม่นั้นไร้ขอบเขตและมีการคิดค้นทางเลือกต่าง ๆ มากมาย

ลองดูที่ผิดปกติมากที่สุด 5 ประการของการออกแบบทางเลือกที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรมสำหรับกังหันลม

ตั้งแต่ปี 2010 บริษัท Altaeros Energies ของสหรัฐอเมริกาซึ่งตั้งอยู่ที่สถาบันวิจัยแมสซาชูเซตส์ได้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมรุ่นใหม่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมชนิดใหม่ได้รับการออกแบบให้ทำงานได้สูงถึง 600 เมตรซึ่งเครื่องกำเนิดลมธรรมดาไม่สามารถทำได้ ที่ระดับความสูงดังกล่าวลมแรงที่สุดจะพัดอย่างต่อเนื่องซึ่งมีความแรงกว่าลมใกล้พื้นผิวโลก 5-8 เท่า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นโครงสร้างที่ทำให้พองได้ซึ่งคล้ายกับเรือเหาะฮีเลียมที่มีใบพัดสามใบพัดติดตั้งอยู่ในแกนนอน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมดังกล่าวเปิดตัวในปี 2014 ที่ Alaska ซึ่งมีความสูงประมาณ 300 เมตรสำหรับการทดสอบเป็นเวลา 18 เดือน

นักพัฒนาอ้างว่าเทคโนโลยีนี้จะผลิตกระแสไฟฟ้ามูลค่า 18 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงซึ่งเป็นครึ่งหนึ่งของค่าใช้จ่ายพลังงานลมปกติในอลาสกา ในอนาคตเครื่องปั่นไฟดังกล่าวอาจสามารถทดแทนโรงไฟฟ้าดีเซลรวมถึงการใช้งานในพื้นที่ที่มีปัญหาได้

ในอนาคตอุปกรณ์นี้จะไม่เพียง แต่เป็นเครื่องกำเนิดพลังงานไฟฟ้า แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของสถานีอากาศและวิธีการที่สะดวกในการให้บริการอินเทอร์เน็ตในดินแดนห่างไกลจากโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้อง

หลังจากการติดตั้งระบบดังกล่าวไม่จำเป็นต้องมีบุคลากรไม่ได้ครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่และเกือบจะเงียบ สามารถควบคุมได้จากระยะไกลและต้องการการบำรุงรักษาเพียงครั้งเดียวทุก ๆ 1-1.5 ปี

การตัดสินใจที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งในการสร้างการออกแบบที่ผิดปกติของฟาร์มกังหันลมนั้นอยู่ในระหว่างดำเนินการในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ไม่ไกลจากอาบูดาบีเมือง Madsar จะถูกสร้างขึ้นซึ่งพวกเขาวางแผนที่จะสร้างฟาร์มกังหันลมที่ค่อนข้างแปลกตาเรียกโดยนักพัฒนาของ "Windstalk"

ผู้ก่อตั้ง Atelier DNA ซึ่งเป็น บริษัท ออกแบบในนิวยอร์กพัฒนาการออกแบบสำหรับโครงการนี้กล่าวว่าแนวคิดหลักคือการหารูปแบบการเคลื่อนไหวในธรรมชาติที่สามารถให้บริการเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและพบรูปแบบดังกล่าว 1203 ลำต้นของคาร์บอนไฟเบอร์สูงประมาณ 55 เมตรแต่ละฐานคอนกรีตกว้าง 20 เมตรจะถูกติดตั้งห่างกัน 10 เมตร

ลำต้นจะเสริมด้วยยางและมีความกว้างประมาณ 30 ซม. ที่ฐานและเรียวได้ถึง 5 เซนติเมตรที่ด้านบนแต่ละก้านดังกล่าวจะมีชั้นสลับของอิเล็กโทรดและเซรามิกดิสก์ที่ทำจากวัสดุ piezoelectric ที่สร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อมันถูกกดดัน

เมื่อลำต้นจะแกว่งไปในลมแผ่นดิสก์จะหดตัวทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ไม่มีเสียงรบกวนจากใบพัดกังหันลมไม่มีเหยื่อในหมู่นกไม่มีอะไรนอกจากลม

ความคิดเกิดขึ้นจากการสังเกตดูต้นกกที่พำนักอยู่ในป่าพรุ

โครงการ Windstalk ของ Atelier DNA ได้รับรางวัลรองชนะเลิศในการแข่งขัน Land Art Generator ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก Madsar เพื่อเลือกงานศิลปะระดับนานาชาติที่ดีที่สุดในการผลิตพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน

พื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยสถานีพลังงานลมที่ผิดปกตินี้จะครอบคลุม 2.6 เฮกตาร์และในแง่ของพลังงานมันจะสอดคล้องกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมแบบดั้งเดิมที่มีพื้นที่ใกล้เคียง ระบบนี้มีประสิทธิภาพเนื่องจากไม่มีการสูญเสียแรงเสียดทานโดยธรรมชาติในระบบกลไกแบบดั้งเดิม

ที่ฐานของแต่ละก้านจะเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แปลงแรงบิดจากก้านโดยใช้โช้คอัพและระบบสูบคล้ายกับระบบ Levant Power ที่พัฒนาขึ้นในเคมบริดจ์รัฐแมสซาชูเซตส์

เนื่องจากลมไม่คงที่ระบบเก็บพลังงานจะถูกนำไปใช้เพื่อให้พลังงานสะสมสามารถใช้งานได้แม้เมื่อไม่มีลมอธิบายพนักงานที่ทำงานในโครงการ

ที่ด้านบนของแต่ละก้านไฟ LED จะถูกติดตั้งความสว่างซึ่งจะขึ้นอยู่กับความแรงของลมโดยตรงและปริมาณไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในปัจจุบัน

Windstalk จะทำงานในลักษณะอลหม่านซึ่งช่วยให้คุณวางองค์ประกอบใกล้กันมากขึ้นกว่าที่เป็นไปได้กับกังหันลมชนิดใบมีดธรรมดา

โครงการ Wavestalk ที่คล้ายกันกำลังได้รับการพัฒนาเพื่อแปลงพลังงานของกระแสน้ำและคลื่นในมหาสมุทรซึ่งระบบที่คล้ายกันนี้จะคว่ำลงใต้น้ำ

โครงการที่พัฒนาโดย Saphon Energy จากตูนิเซียเช่นเดียวกับ Windstalk เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมแบบไร้ใบพัด แต่คราวนี้อุปกรณ์มีการออกแบบแบบเรือใบ

เครื่องกำเนิดเสียงเงียบนี้ซึ่งมีรูปร่างคล้ายจานดาวเทียมเรียกว่า Saphonian ไม่มีชิ้นส่วนหมุนและปลอดภัยสำหรับนกอย่างสมบูรณ์ หน้าจอเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำให้เคลื่อนที่ไปมาภายใต้อิทธิพลของลมสร้างความผันผวนในระบบไฮดรอลิก

เป้าหมายของโครงการคือการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมเกี่ยวกับการใช้กระแสลม ลมพัดพาตัวเองไปที่เรือซึ่งทำให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าและข้างหลังภายใต้การกระทำของมันในขณะที่ไม่มีใบพัดไม่มีใบพัดและไม่มีเกียร์ ปฏิกิริยานี้ช่วยให้คุณแปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานเชิงกลโดยใช้ลูกสูบ

พลังงานสามารถสะสมในตัวสะสมไฮดรอลิกหรือแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือกลไกบางอย่างสามารถนำไปหมุนด้วยความช่วยเหลือ หากเครื่องกำเนิดลมธรรมดามีประสิทธิภาพ 30% เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดแล่นเรือใบนี้จะให้ 80% ทั้งหมด ประสิทธิภาพเหนือกว่ากังหันลมประเภทใบพัดถึง 2.3 เท่า

เนื่องจากการขาดส่วนประกอบที่มีราคาแพงเช่นเดียวกับในกังหันลม (ใบมีด, ฮับ, กระปุกเกียร์) ในกรณีของ Saphonian ค่าอุปกรณ์จะลดลงถึง 45%

รูปทรงแอโรไดนามิกของ Saphonian มีข้อได้เปรียบที่กระแสลมเชี่ยวมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อร่างกายของใบเรือและแรงแอโรไดนามิกจะเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย เป็นเพราะความปั่นป่วนที่กังหันลมไม่ได้ถูกใช้ในเขตเมืองและ Saphonian ยังสามารถใช้ได้ที่นั่น นอกจากนี้ยังลดปัจจัยด้านเสียงและการสั่นสะเทือนที่เป็นอันตราย Saphon Energy ได้รับรางวัล KPMG สำหรับนวัตกรรม

อีกวิธีการปฏิวัติการใช้พลังงานลมได้ถูกนำมาใช้ในปี 2008 โดยนักประดิษฐ์ - ผู้ที่กระตือรือร้นจากแคลิฟอร์เนียเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมขนาดใหญ่สำหรับเมืองเล็ก ๆ นั้นมีขนาดเท่ากับอาคาร 30 ชั้นและใบพัดมีขนาดเท่ากับปีกของโบอิ้ง 747

ผู้ผลิตยักษ์ใหญ่เหล่านี้ผลิตพลังงานได้อย่างแน่นอน แต่การผลิตการขนส่งและการติดตั้งระบบดังกล่าวมีความซับซ้อนและมีราคาแพง อย่างไรก็ตามเรื่องนี้อุตสาหกรรมมีการเติบโตมากกว่าร้อยละ 40 ทุกปี นั่นคือสิ่งที่ Dag Selsam แห่งแคลิฟอร์เนียคิดก่อนที่จะตั้งเป้าหมายที่ทะเยอทะยานของเขา เขาตัดสินใจว่ามันเป็นจริงที่จะได้รับพลังงานมากขึ้นโดยใช้วัสดุน้อยลง

ด้วยการติดตั้งใบพัดขนาดเล็กหลายโหลหรือหลายโหลบนเพลาเดียวที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดหนึ่ง Doug ในท้ายที่สุดบรรลุเป้าหมายของเขา เขาเชื่อมปลายอีกด้านหนึ่งของเพลายาวเข้ากับเครื่องกำเนิดและเปิดปลายอีกด้านหนึ่งให้สูงด้วยบอลลูนฮีเลียม ระบบทำงานตามที่คาดไว้

ในหนังสือเรียนดั๊กอ่านว่ากังหันแบบใบพัดเดียวนั้นเพียงพอที่จะรับประโยชน์สูงสุด แต่ดั๊กมีข้อสงสัย เขาคิดอย่างอื่น: ยิ่งใบพัดยิ่งมีพลังงานลมมากขึ้นเท่าไหร่

หากโรเตอร์แต่ละตัวอยู่ในมุมที่เหมาะสมโรเตอร์แต่ละตัวจะได้รับลมของตัวเองและสิ่งนี้จะเพิ่มประสิทธิภาพการสร้าง

แน่นอนว่าสิ่งนี้ทำให้ฟิสิกส์ซับซ้อนขึ้นเพราะตอนนี้มันจำเป็นต้องทำให้แน่ใจว่าโรเตอร์แต่ละตัวจับกระแสของตัวเองและไม่ใช่แค่กระแสจากโรเตอร์ใกล้เคียง จำเป็นต้องหามุมที่เหมาะสมสำหรับเพลาที่สัมพันธ์กับลมและระยะห่างในอุดมคติระหว่างใบพัด และในที่สุดแล้วสิ่งที่ได้มาก็คือการใช้วัสดุที่น้อยลง

ในปี 2003 นักประดิษฐ์ได้รับเงินช่วยเหลือ $ 75,000 จาก California Energy Commission เพื่อพัฒนากังหันขนาด 3,000 วัตต์พร้อมใบพัด 7 ตัว งานได้รับการแก้ไขอย่างประสบความสำเร็จและ Dag Selsam ได้ขายกังหันโรเตอร์ดับเบิลวัตต์ 2000 วัตต์ให้กับเจ้าของบ้านหลายรายแล้ว เขาสร้างอุปกรณ์เหล่านี้ในโรงรถของประเทศของเขา

ความคิดของดั๊กเป็นหนึ่งในไม่กี่ความคิดที่มีโอกาสประสบความสำเร็จในโลกธุรกิจ Selsam กล่าวว่าใบพัดสองใบเป็นเพียงจุดเริ่มต้น บางทีเขาอาจจะเห็นกังหันที่มีใบพัดยาวหลายไมล์ข้ามท้องฟ้า

“ เราสามารถก้าวต่อไปและสร้างกังหันที่ทรงพลังมากขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีนี้มันจะเกินจินตนาการที่แปลกประหลาดที่สุดของเจเนอรัลอิเล็กทริก” นักประดิษฐ์กล่าว

อาร์คิมีดีสซึ่งตั้งอยู่ในเมืองรอตเตอร์ดัมประเทศเนเธอร์แลนด์ได้มีแนวคิดเกี่ยวกับกังหันลมที่ไม่ธรรมดาซึ่งสามารถติดตั้งได้โดยตรงบนหลังคาของอาคารที่พักอาศัย

ตามที่ผู้เขียนของโครงการการออกแบบเสียงต่ำที่มีประสิทธิภาพสามารถให้บ้านหลังเล็ก ๆ ที่มีไฟฟ้าและความซับซ้อนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวทำงานร่วมกับ แผงเซลล์แสงอาทิตย์มาตรฐานสามารถลดการพึ่งพาของอาคารขนาดใหญ่บนแหล่งพลังงานไฟฟ้าภายนอกได้อย่างสมบูรณ์ กังหันลมใหม่เรียกว่าเลียม F1

กังหันขนาดเล็กที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.5 เมตรและหนักประมาณ 100 กิโลกรัมสามารถติดตั้งบนผนังหรือหลังคาของอาคารที่อยู่อาศัย โดยทั่วไปแล้วความสูงของหลังคาระเบียงเป็น 10 เมตรและลมในประเทศเกือบตลอดเวลาทางตะวันตกเฉียงใต้ เงื่อนไขเหล่านี้เพียงพอที่จะวางกังหันบนหลังคาและใช้พลังงานลมอย่างมีประสิทธิภาพ

ปัญหาสองประการของเครื่องกำเนิดลมธรรมดาได้รับการแก้ไขที่นี่: เสียงของใบพัดกังหันธรรมดาและค่าใช้จ่ายสูงในการติดตั้งอุปกรณ์ขนาดใหญ่ ในเครื่องกำเนิดลมธรรมดาค่าใช้จ่ายในการติดตั้งมักจะไม่จ่าย ระดับเสียงของกังหันเลียมอยู่ที่ประมาณ 45dB และนี่ยิ่งเงียบกว่าเสียงฝน (เสียงฝนในป่าคือ 50dB)

รูปร่างคล้ายหอยของหอยทากกังหันเหมือนกังหันอากาศหมุนตัวในลมจับการไหลของอากาศลดความเร็วและเปลี่ยนทิศทาง ผู้อำนวยการของ บริษัท Marinus Miremeta อ้างว่าประสิทธิภาพของกังหันนวัตกรรมมีประสิทธิภาพสูงถึง 80% ของประสิทธิภาพสูงสุดตามทฤษฎีในพลังงานลม และนี่ก็เพียงพอแล้ว

ในประเทศเนเธอร์แลนด์ค่าเฉลี่ยของครอบครัวใช้ไฟฟ้า 3300 kWh ต่อปีจากข้อมูลของผู้พัฒนาพบว่าครึ่งหนึ่งของพลังงานนี้สามารถจัดหาได้จากกังหัน Liam F1 หนึ่งเครื่องที่ความเร็วลมอย่างน้อย 4.5 m / s

กังหันสามแบบนี้สามารถวางไว้ที่ยอดของรูปสามเหลี่ยมบนหลังคาของบ้านจากนั้นกังหันแต่ละตัวจะได้รับลมและจะไม่รบกวนซึ่งกันและกัน แต่ในทางกลับกันจะช่วยซึ่งกันและกัน

หากเรากำลังพูดถึงการติดตั้งในเมืองที่มีกระแสน้ำเชี่ยวผู้ผลิตแนะนำให้ติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้าเล็กน้อยบนหลังคาเมืองติดกับเสาเพื่อให้ผนังของบ้านใกล้เคียงไม่รบกวนกระแสลม

ค่าใช้จ่ายโดยประมาณของกังหันใหม่พร้อมการติดตั้งคือ€ 3999 เนื่องจากอุปกรณ์มีขนาดมากกว่าหนึ่งเมตรจึงจำเป็นต้องมีใบอนุญาตพิเศษสำหรับการใช้งานดังนั้นในกรณีที่รุนแรงที่สุด บริษัท ยังผลิตกังหันมินิ - เลียมที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.75 เมตร

ผู้ผลิตวางแผนที่จะใช้กังหันของพวกเขาไม่เพียง แต่สำหรับแหล่งจ่ายไฟของอาคารที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรม แต่ยังสำหรับแหล่งพลังงานของเรือเดินทะเล

อย่างที่คุณเห็นมีทางเลือกที่น่าสนใจมากมายจากผู้ผลิตเครื่องกำเนิดลม