Οι ανεμογεννήτριες - ένας νέος τύπος ανεμογεννήτριας

Οι εναλλακτικοί ειδικοί στον τομέα της ενέργειας έχουν σχηματίσει εδώ και καιρό ένα στερεότυπο σχετικά με το πώς πρέπει να φαίνονται οι σωστές και αποτελεσματικές ανεμογεννήτριες. Αυτή η κατάσταση δεν είναι καθόλου εκπληκτική, επειδή οι ανεμογεννήτριες χτίζονται κάθε χρόνο σε όλο τον κόσμο και είναι πάντα τεράστιες κατασκευές με λεπίδες, παρόμοιες με τους γιγάντιους ανεμόμυλους. Όσο για τους ανεμογεννήτριες, η στάση απέναντί ​​τους, κατά κανόνα, μεταξύ των εναλλακτικών ανθρώπων είναι πολύ, πολύ επιφυλακτική.

Παρ 'όλα αυτά, οι προγραμματιστές νέων λύσεων δεν βιάζονται να σταματήσουν τον ενθουσιασμό τους. Έτσι, το 2015, η ισπανική εταιρεία Vortex Bladeless πρότεινε μια νέα έκδοση και ένα μοντέλο έτοιμης λύσης, που δείχνει πώς μπορούν να ρυθμιστούν οι ανεμογεννήτριες που δεν είναι κατώτερες από την αποτελεσματικότητα του παραδοσιακού πτερυγίου, αλλά ξεπερνώντας τους τόσο από την άποψη της αποδοτικότητας και των δυνατοτήτων παραγωγής εγκατάσταση.

Το Vortex Bladeless παρουσίασε το μοντέλο και τη λειτουργική διάταξη μιας εντελώς νέας γεννήτριας ανέμου, εντελώς αντίθετα με τους συνήθεις ανεμόμυλους. Δεν υπάρχουν περιστρεφόμενες λεπίδες στον άνεμο και δεν προβλέπονται καθόλου μεγάλα περιστρεφόμενα μέρη.

Η γεννήτρια δεν είναι καθόλου σαν ανεμόμυλος, μάλλον μοιάζει με ένα μεγάλο ρόπαλο του μπέιζμπολ, τοποθετημένο κάθετα πάνω σε ένα στυλό, και κουνιστό κάτω από την επίδραση του ανέμου που φυσά πάνω του. Αλλά ο άνεμος δεν φυσά πάντα σε ριπές, κάποιος μπορεί να αντικρούσει, και πώς τότε αυτή η γιγαντιαία ταλάντευση ρόπαλο, θα λυγίσει απλά και να σταθεί ακίνητος σαν δέντρο; Στην πραγματικότητα, όλα είναι εντελώς λανθασμένα!

Η αρχή ότι μια κάθετη ανεμογεννήτρια χωρίς αιολική ενέργεια θα αιωρείται στον άνεμο δεν σχετίζεται με τις ριπές του ανέμου. Η αρχή είναι η ταλάντευση της κατακόρυφης γεννήτριας με αόρατες στροβίλους αέρα, οι οποίες σχηματίζονται υπό μορφή αλυσίδας πίσω από κυλινδρικά αντικείμενα, διοχετεύονται με αέριο ή εξομαλύνεται με υγρό στην εγκάρσια κατεύθυνση.

Αυτό το φαινόμενο εξηγήθηκε το 1912 από τον Theodore von Karman, αμερικανικός φυσικός και ειδικός στην αεροδυναμική και την αεροναυπηγική. Και το φαινόμενο του σχηματισμού αλυσίδων στροβίλων γύρω από ένα φυσήμενο ή αεριωμένο υγρό αερίου, ο κάθετος άξονας ονομάστηκε προς τιμήν του επιστήμονα "Pocket path". Αυτό το φαινόμενο τέθηκε από τους προγραμματιστές ως βάση για μια μοναδική ανεμογεννήτρια χωρίς λεπίδες.

Μια ανεμογεννήτρια Vortex είναι το ήμισυ του κόστους παραγωγής από έναν ανεμογεννήτρια παρόμοιας χωρητικότητας και τα τακτικά έξοδα συντήρησης είναι πέντε φορές λιγότερα! Επιπλέον, η ποσότητα των εκπεμπόμενων αερίων θερμοκηπίου είναι 40% χαμηλότερη, η γεννήτρια λειτουργεί πιο αθόρυβα και είναι σχεδόν εντελώς ασφαλής για τα πουλιά και τις νυχτερίδες.

Όσον αφορά την αποδοτικότητα γενικά, οι κατακόρυφες γεννήτριες χωρίς λεπίδες μπορούν να εγκατασταθούν σε μικρότερη περιοχή και έτσι να λάβουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από ό, τι από τις ίδιες γεννήτριες ανεμογεννητριών που απαιτούν τεράστιες περιοχές έτσι ώστε να μπορεί να στρέφεται ο στρόβιλος. Αυτός ο παράγοντας είναι εξαιρετικά σημαντικός για την κατασκευή μεγάλων αιολικών πάρκων και μπορούν να εγκατασταθούν αρκετές κάθετες γεννήτριες και κοντά ο ένας στον άλλο - η μονάδα παραγωγής ενέργειας θα αποδειχθεί πιο συμπαγής.

Όχι μόνο αυτό, οι προγραμματιστές έλεγξαν την αεροδυναμική του συστήματος από δύο από τις γεννήτριες του ανέμου, όταν κάποιος στάθηκε πίσω από τον άλλο, και αποδείχθηκε ότι εκείνος που στέκεται πίσω ήταν ταλαντεύεται ακόμα περισσότερο, επειδή επαναχρησιμοποιούσε τις δίνες από την πρώτη.

Οι συντάκτες του έργου είναι σίγουροι ότι για τα ιδιωτικά νοικοκυριά θα υπάρχουν αρκετές mini μίνι ανεμογεννήτριες ύψους 12,5 μέτρων για ονομαστική ισχύ 4 kW και τα ανεπτυγμένα μοντέλα Gran 1 MW θα αποτελούν τη βάση των μεγάλων αιολικών σταθμών.Ακόμη και στο αρχικό στάδιο της έρευνας, το 2012, οι Ευρωπαίοι επενδυτές επένδυσαν περίπου 1.000.000 ευρώ στο Vortex Bladeless και μέχρι σήμερα το σχέδιο φαίνεται πολύ ελπιδοφόρο.

Δομικά, ο ανεμόμυλος αποτελείται από δύο μέρη. Το ανώτερο τμήμα έχει μια ανομοιογενή επιφάνεια και είναι αυτό που συγκρατεί και δημιουργεί αέρια στροβίλους της διαδρομής Pocket γύρω από τον εαυτό της. Στο σταθερό κάτω μέρος της δομής υπάρχουν στοιχεία μιας ηλεκτρικής γεννήτριας.

Η διάταξη είναι σχεδιασμένη έτσι ώστε η συσσώρευση να συμβαίνει στη συχνότητα συντονισμού, η οποία συμπίπτει με τη συχνότητα των δονήσεων στη σχηματιζόμενη διαδρομή Karman. Έτσι, ο άνεμος κλίνει το πάνω μέρος του ανεμόμυλου, χρησιμοποιώντας το φαινόμενο του μηχανικού συντονισμού. Και αν νωρίτερα ένας τέτοιος συντονισμός κατέστρεψε γέφυρες και άλλες δομές, τώρα θα είναι σε θέση να παράγει ηλεκτρισμό, δείχνοντας το καταστροφικό του δυναμικό πιο φιλικό.

Αρχικά, οι ειδικοί της εταιρείας εξέτασαν με επιτυχία τα 2 kW πρωτότυπα σχεδιασμένα για ανεμογεννήτρια με ταχύτητα 1,5 έως 7 m / s. Τα μοντέλα 4 kW έχουν σχεδιαστεί για 3-15 m / s και έτσι είναι δυνατή η κλιμάκωση έως και μερικών μεγαβάτ. Τα κύρια συστατικά των μελλοντικών αιολικών πάρκων στις νέες γεννήτριες είναι κάθετες γεννήτριες Vortex Bladeless 1 MW, ύψους 150 μέτρων, από τις οποίες θα είναι δυνατή η συναρμολόγηση ενός τεράστιου σταθμού παραγωγής ενέργειας με την απαιτούμενη χωρητικότητα.

Οι προγραμματιστές, φυσικά, δεν αποκαλύπτουν όλες τις λεπτές λεπτομέρειες, αλλά κάτι είναι γνωστό. Στη βάση του κινούμενου τμήματος υπάρχουν δύο δακτύλιοι απωθητικών μαγνητών, έτσι ώστε όταν ο άνεμος κάμπτει τη δομή προς μία κατεύθυνση, οι μαγνήτες τραβούν προς την άλλη κατεύθυνση και αυτές οι μικρές κινήσεις ώθησης και πίεσης συμβάλλουν απλώς στην εκδήλωση κινητικής ενέργειας που λαμβάνει χώρα κατά την κυκλική κίνηση του πύργου. μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας έναν γραμμικό εναλλάκτη. Η συχνότητα ταλάντωσης πύργου φτάνει τα 20 Hz.

Η έρευνα συνεχίστηκε για μεγάλο χρονικό διάστημα και σε διάφορα στάδια η συσκευή βελτιώθηκε συνεχώς, κατασκευάστηκαν περισσότερα από 200 μοντέλα και ο καθένας δοκιμάστηκε από προγραμματιστές σε αεροδυναμική σήραγγα έτσι ώστε η γεωμετρία του ιστού να επιτρέπει τελικά τη συλλογή όσο το δυνατόν περισσότερης αιολικής ενέργειας και έτσι ώστε η φυσική συχνότητα του στροφέα Vortex Το Bladeless θα μπορούσε να αλλάξει προκειμένου να προσαρμοστεί σε συντονισμό με το κομμάτι Pocket.