Turbine bez zraka - nova vrsta generatora vjetra

Stručnjaci za alternativnu energiju odavno su oblikovali stereotip o tome kako ispravno i učinkovito trebaju izgledati vjetroelektrani. Ovakvo stanje uopće nije iznenađujuće, jer se generatori vjetra grade svake godine širom svijeta, a to su uvijek ogromne građevine s lopaticama, slično divovskim vjetrenjačama. Što se tiče uzaludnih generatora vjetra, odnos prema njima, u pravilu, među alternativnim ljudima je vrlo, vrlo skeptičan.

Ipak, programeri novih rješenja ne žure se sa svojim entuzijazmom. Tako je španjolska tvrtka Vortex Bladeless u 2015. godini predložila novu verziju i gotov model rješenja, pokazujući kako se mogu organizirati vjetroelektrani koji nisu učinkovitiji u odnosu na tradicionalne krilce, ali ih nadmašuju u sigurnosti, u smislu proizvodne učinkovitosti i mogućnosti instalacija.

Vortex Bladeless predstavio je model i radni izgled bitno novog generatora vjetra, potpuno za razliku od običnih vjetrenjača. Noževi se ne okreću na vjetru, a veliki rotirajući dijelovi uopće nisu predviđeni.

Generator uopće nije poput vjetrenjače, više podsjeća na veliku baseball palicu, okomito postavljenu na olovku i njišući se pod utjecajem vjetra koji puše na nju. No, vjetar ne puše uvijek u naletima, netko bi se mogao svađati, i kako će se onda ovaj gigantski šišmiš zamahnuti, hoće li se samo saviti i stajati nepomično poput stabla? Zapravo, sve je potpuno pogrešno!

Načelo da će vertikalni generator vjetra bez oštrice zakretati na vjetru nije povezan s naletima vjetra. Princip je da se okomiti generator generira nevidljivim vrtlozima zraka formiranim u obliku lanca iza cilindričnih predmeta, ispuhanih plinom ili strujanjem tekućine u poprečnom smjeru.

Ovaj fenomen objasnio je 1912. godine Theodore von Karman, američki fizičar i specijalist za aerodinamiku i zrakoplovstvo. A fenomen formiranja lanaca vrtloga oko plina ispuhanog ili strujnog tekućine, vertikalna os bila je nazvana u čast znanstvenika "Džepni put". Ovaj fenomen su postavili programeri kao temelj za jedinstveni generator vjetra bez oštrica.

Vortex generator vjetrova upola je trošak proizvodnje od lopatice s turbinom sličnog kapaciteta, a troškovi redovitog održavanja su pet puta manji! Pored toga, količina ispuštenih stakleničkih plinova manja je za 40%, generator djeluje tiše i gotovo je siguran za ptice i šišmiše.

Što se tiče učinkovitosti općenito, vertikalni generatori bez oštrica mogu se instalirati na manjem području i na taj način dobiti više električne energije nego od istih lopatica vjetroelektrana kojima su potrebna ogromna područja kako bi se turbina mogla ljuljati. Ovaj je faktor izuzetno važan u izgradnji velikih vjetroelektrana, pa se može ugraditi nekoliko vertikalnih generatora, koji su blizu jedan drugom - elektrana će ispasti kompaktnija.

I ne samo to, programeri su provjerili aerodinamičnost sustava iz dvaju njihovih generatora vjetra kada je jedan stajao iza drugoga, a pokazalo se da se onaj koji je stajao iza ljuljao još više, jer je ponovno koristio vrtloge od prvog.

Autori projekta sigurni su da će za privatna kućanstva biti dovoljno mini Mini vjetroelektrana visine 12,5 metara, nazivne snage 4 kW, a modeli Gran razvijeni u 1 MW svaki će činiti osnovu velikih vjetroelektrana.Još u početnoj fazi istraživanja, 2012. godine, europski investitori uložili su oko 1.000.000 eura u Vortex Bladeless, a projekt se do danas čini vrlo obećavajućim.

Strukturno se vjetrenjača sastoji od dva dijela. Gornji dio ima neravnu površinu, a upravo on njiha i stvara vrtloge zraka džepnog puta oko sebe. U stacionarnom donjem dijelu konstrukcije nalaze se elementi električnog generatora.

Postav je osmišljen tako da dolazi do nakupljanja rezonantne frekvencije koja se podudara s frekvencijom vrtloga u formiranom Karmanovom kolosijeku. Tako vjetar njiha gornji dio vjetrenjače, koristeći fenomen mehaničke rezonance. A ako je ranije takva rezonanca uništavala mostove i druge strukture, sada će moći proizvoditi električnu energiju, pokazujući prijateljski njen razorni potencijal.

Prvo, stručnjaci tvrtke uspješno su testirali prototipove snage 2 kW dizajnirane za puhanje vjetra brzinom od 1,5 do 7 m / s; Modeli snage 4 kW dizajnirani su za 3-15 m / s, pa je moguće skaliranje i do nekoliko megavata. Glavne komponente budućih vjetroelektrana na novim generatorima su Vortex oštrice bez oštrica, snage 1 MW, visine 150 metara, iz kojih će se moći montirati ogromna elektrana potrebnog kapaciteta.

Programeri, naravno, ne otkrivaju sve suptilnosti, ali nešto se zna. U dnu pokretnog dijela nalaze se dva prstena odbojnih magneta, tako da kada vjetar savija strukturu u jednom smjeru, magneti se povlače u drugom smjeru, a ti mali pokreti i guranje samo pridonose manifestaciji kinetičke energije koja se događa tijekom kružnog njihanja kule, koji tada pretvara se u električnu energiju pomoću linearnog alternatora. Frekvencija oscilacija tornja doseže 20 Hz.

Istraživanja su trajala dugo, a u različitim fazama uređaj se kontinuirano poboljšavao, proizvedeno je više od 200 modela, a svaki od njih programeri su testirali u vjetroenergetskom tunelu, kako bi geometrija jarbola konačno omogućila prikupljanje što više energije vjetra i tako da prirodna frekvencija Vortex jarbola Bez oštrica bi se mogla promijeniti kako bi se prilagodila rezonanciji s džepnom stazom.