5 szélgenerátor szokatlan kivitel

A szélenergia aktívan fejlődik az egész világon, és senkinek sem titok, hogy ez az alternatív energia egyik legígéretesebb területe. 2014 közepére a világ összes telepített szélerőművének teljes kapacitása 336 gigawatt volt, és a legnagyobb és legerősebb függőleges háromlapos Vestas-164 szélerőművet 2014 elején telepítették és indították Dániában. Teljesítménye eléri a 8 megawattot, és a pengék átmérője 164 méter.

A lapát turbinák és a szélmalmok gyártásának hosszú ideje alkalmazott technológiája ellenére sok rajongó törekszik a technológia fejlesztésére, hatékonyságának növelésére és a negatív tényezők csökkentésére.

Mint ismeretes, a szél áramlásának energiafelhasználási együtthatója hagyományos szélgenerátorok legjobb esetben eléri a 30% -ot, nagyon zajosak és felborítják a közeli területek természetes hőegyensúlyát, éjszaka emelve a felszíni levegő hőmérsékletét. Nagyon veszélyesek a madarakra és nagy területeket foglalnak el.

Milyen alternatívák léteznek? Valójában a modern feltalálók munkája nem ismeri a határokat, és sokféle alternatívát találtak ki.

Nézzük meg az iparág öt legszokatlanabb alternatíváját a szélturbinák számára.

2010 óta az amerikai Altaeros Energies cég, amely a Massachusetts Kutatóintézetben működik, a szélerőművek új generációját fejleszti ki. Egy új típusú szélgenerátort 600 méteres magasságra terveztek, ahol a szokásos szélgenerátorok egyszerűen nem jutnak el. Ilyen magas tengerszint feletti magasságban fújnak folyamatosan a legerősebb szelek, amelyek 5-8-szor erősebbek, mint a föld felszínéhez tartozó szelek.

A generátor felfújható szerkezet, hasonlóan egy héliummal felfújt léghajóhoz, amelyben egy háromlapásos turbina van felszerelve a vízszintes tengelyen. Egy ilyen szélgenerátort 2014-ben indítottak Alaszkában, kb. 300 méter magasságra, 18 hónapos tesztelés céljából.

A fejlesztők azt állítják, hogy ez a technológia 18 cent / kilowattóra értékű villamos energiát fog előállítani, ami fele az alaszkai szélenergia szokásos költségeinek. A jövőben az ilyen generátorok képesek lehetnek dízelüzemű erőművek cseréjére, valamint problémás területeken történő alkalmazásra.

A jövőben ez az eszköz nem csupán villamosenergia-generátor lesz, hanem egy meteorológiai állomás része és kényelmes eszköz az Internet biztosításához a megfelelő infrastruktúrától távol eső területeken.

A telepítés után egy ilyen rendszer nem igényel személyzet jelenlétét, nem foglalja el a nagy területet, és szinte csendes. Távolról vezérelhető, karbantartást igényel csak 1-1,5 évente.

Az Egyesült Arab Emírségekben egy másik érdekes döntés szélpark szokatlan formatervezési mintájának elkészítéséről készül. Abu Dhabi közelében, Madsar városa épül, amelyben meglehetősen szokatlan szélerőműparkot terveznek építeni, amelyet a "Windstalk" fejlesztői hívtak fel.

Az Atelier DNA alapítója, a New York-i székhelyű tervező cég, amely kidolgozza a projekt kialakítását, azt mondta, hogy a fő ötlet egy olyan kinetikus modell megtalálása volt a természetben, amely villamosenergia-előállításra szolgálhat, és ilyen modellt találtak. 1203 szénszálat, mindegyik kb. 55 méter magas, 20 méter széles betonaljzattal, 10 méter távolságra kell telepíteni.

A szárakat gumival erősítik meg, szélességük kb. 30 cm az alján, felső részén pedig legfeljebb 5 centiméterig kúpos lehet.Mindegyik szár tartalmaz váltakozó elektródákat és kerámia tárcsákat, amelyek piezoelektromos anyagból készülnek, és amely nyomás hatására elektromos áramot generál.

Amikor a szárak a szélben lengni fognak, a tárcsák összehúzódnak, és áramot generálnak. Nincs zaj a szélturbinák lapáitól, nincs áldozat a madarak között, csak a szél.

Az ötlet az volt, hogy megfigyeltük a mocsárban lebegő nádasot.

Az Atelier DNA Windstalk projektje a Madsar által szponzorált Land Art Generator versenyen nyerte el a legjobb nemzetközi műalkotásokat, amelyek megújuló energiaforrásokból előállítják az energiát.

A szokatlan szélerőmű által elfoglalt terület 2,6 hektárt fog lefedni, és teljesítményét tekintve egy hasonló szélterülettel rendelkező hagyományos szélgenerátornak felel meg. A rendszer hatékony a hagyományos mechanikus rendszerekben rejlő súrlódási veszteségek hiánya miatt.

Az egyes szárok alján egy generátort kell felszerelni, amely a szár nyomatékát átalakítja lengéscsillapítókkal és hengerekkel, hasonlóan a Massachusetts-i Cambridge-ben kifejlesztett Levant Power rendszerhez.

Mivel a szél nem állandó, energiatároló rendszert kell alkalmazni, hogy az felhalmozódott energia még szél hiányában is felhasználható legyen - magyarázza a projekten dolgozó alkalmazottak.

Az egyes szárok tetejére LED-lámpát kell telepíteni, amelynek fényereje közvetlenül függ a szél erősségétől és a jelenleg előállított villamos energia mennyiségétől.

A Windstalk kaotikus parókán működik, amely lehetővé teszi, hogy az elemeket sokkal közelebb helyezze egymáshoz, mint a hagyományos penge típusú szélturbinák esetében lehetséges.

Hasonló Wavestalk projektet fejlesztenek az óceáni áramlatok és hullámok energiájának konvertálására, ahol egy hasonló rendszer fejjel lefelé lesz a víz alatt.

A Tunéziából származó Saphon Energy, valamint a Windstalk által kifejlesztett projekt pengék nélküli szélgenerátor, de ezúttal a készülék vitorla típusú kialakítású.

Ezt a néma generátort, amelynek alakja műholdas antenna volt, Sáphóniának hívták. Nincs forgó része és teljesen biztonságos a madarak számára. A generátor képernyő a szél hatására oda-vissza mozgatja a rezgéseket a hidraulikus rendszerben.

A projekt célja a szélgenerátorok teljesítményének javítása a széláramlás felhasználása tekintetében. A szél szó szerint egy vitorlát használ, amely mozgása közben előre és hátra mozog, miközben nincs penge, nincs forgórész és nincs sebességváltó. Ez a kölcsönhatás lehetővé teszi, hogy több kinetikus energiát dugattyúkkal mechanikus energiává alakítson.

Az energia felhalmozódhat hidraulikus akkumulátorokban, vagy generátor segítségével villamos energiává alakulhat, vagy valamilyen mechanizmus forgásba hozható annak segítségével. Ha a hagyományos szélgenerátorok hatékonysága 30%, akkor ez a vitorlás típusú generátor adja az összes 80% -ot. Hatékonysága 2,3-szor meghaladja a penge típusú szélmalmok alkalmazását.

A drága alkatrészek hiánya miatt, mint például egy szélturbinában (pengék, kerékagyak, sebességváltók), Szaphonian esetében a felszerelési költségek 45% -ra csökkennek.

A szafón aerodinamikai alakjának az az előnye, hogy a turbulens széláramok csekély hatással vannak a vitorla testére, és az aerodinamikai erő csak növekszik. A turbulencia miatt a szélerőműveket nem használják a városi területeken, és ott is használhatók a szafoni szélű turbinák. Ezen felül minimalizálják a káros akusztikus és rezgési tényezőket. A Saphon Energy megkapta a KPMG Innovációs Díjat.

A szélenergia felhasználásának egy másik nagyon forradalmi megközelítését 2008-ban egy feltaláló - egy kaliforniai lelkes - hajtotta végre.A kisvárosok nagy szélerőművei 30 emeletes épület méretűek, és pengeik elérték a Boeing 747 szárnyak méretét.

Ezek az óriási generátorok természetesen sok energiát termelnek, de az ilyen rendszerek előállítása, szállítása és telepítése összetett és drága. Ennek ellenére az ipar évente több mint 40 százalékkal növekszik. Erről gondolt Dag Selsam (Kalifornia), mielőtt ambiciózus célját kitűzte. Úgy döntött, hogy reális, ha kevesebb anyagot használ fel több energiát.

Egy tucat vagy több tucat apró rotor felszerelésével az egyik generátorhoz csatlakoztatott tengelyre Doug végül elérte célját. Csatlakoztatta a hosszú tengely egyik végét a generátorhoz, a másik végét pedig héliummal ellátott léggömbök magasságába engedte. A rendszer a várt módon működött.

A tankönyvekben Doug olvasta, hogy az egyforgó turbina elegendő a maximális érték eléréséhez, ám Dougnak kétségei vannak. Másképp gondolta: minél több forgórész van, annál több szélenergia áll rendelkezésre felhasználásra.

Ha minden rotor derékszögben van, akkor minden rotor megkapja a saját szélét, és ez növeli a termelési hatékonyságot.

Ez természetesen bonyolítja a fizikát, mert most azt kellett megbizonyosodni arról, hogy minden rotor a saját áramlását fogja el, és nem csak a közeli rotorból származó áramot. Meg kellett találni a tengelynek a szélhez viszonyított optimális szögét és a forgórészek közötti ideális távolságot. És végül a nyereséget kevesebb anyag felhasználásával sikerült elérni.

2003-ban a feltaláló 75 000 dolláros támogatást kapott a Kaliforniai Energiaügyi Bizottságtól egy 3000 wattos turbina fejlesztéséhez hét rotorral. A feladat sikeresen megoldódott, és Dag Selsam már több mint 20 2000 wattos kettős rotorú turbináját eladta több háztulajdonosnak. Ezeket az eszközöket az országos garázsában építette.

Doug ötlete egyike azon kevés ötleteknek, amelyeknek minden esélyük van nagy siker elérésére a kereskedelmi világban. Selsam szerint a két forgórész csak a kezdet. Valószínűleg egy napon meg fogja látni a többrotoros mérföld hosszú turbináit az égen.

"Mehetünk tovább, és sokkal erősebb turbinákat gyárthatunk ezzel a technológiával, ez meghaladja a General Electric legvadabb fantáziáit" - mondja a feltaláló.

Az hollandiai Rotterdamban székhellyel rendelkező Archimedes saját szokatlan szélturbinákkal áll elő, amelyeket közvetlenül a lakóépületek tetejére lehet telepíteni.

A projekt szerzői szerint egy hatékony, alacsony zajszintű tervezés biztosíthat kis házat villamos energiával, és egy ilyen generátorok komplexumát, amely a standard napelemek, amely teljes mértékben nullára tudja csökkenteni egy nagy épület külső áramforrásoktól való függőségét. Az új szélturbinák neve Liam F1.

Egy 1,5 méter átmérőjű, körülbelül 100 kilogramm súlyú kis turbina felszerelhető a lakóépület bármely falára vagy tetőjére. A teraszos tetők magassága általában 10 méter, az országban a szél szinte mindig délnyugati. Ezeknek a feltételeknek elegendő a turbina megfelelő elhelyezése a tetőn és a szélenergia hatékony felhasználása.

A hagyományos szélgenerátorok két problémáját oldják meg itt: a hagyományos pengegenerátorok zaja és a nagyméretű berendezések telepítésének magas költségei. A hagyományos szélgenerátorokban a telepítési költségek gyakran nem fizetnek meg. A Liam turbina zajszintje körülbelül 45dB, és ez még csendesebb is, mint az eső zaja (az erdőben az eső zaja 50dB).

A turbina olyan formájú, mint egy csigahéj, és hasonlóan a szélkakashoz, a szélben fordul, elfogva a légáramot, csökkentve annak sebességét és megváltoztatva az irányt. A Marinus Miremeta cég igazgatója szerint egy innovatív turbina hatékonysága eléri a szélenergia elméletileg elérhető maximális hatékonyságának 80% -át. És ez már elég.

Hollandiában az átlagos család évente 3300 kWh villamos energiát fogyaszt.A fejlesztők szerint ennek az energianek a felét egy Liam F1 turbina képes biztosítani legalább 4,5 m / s szélsebességgel.

Három ilyen turbinát lehet elhelyezni a ház tetőjén lévő háromszög csúcsain, majd mindegyik turbinát szél biztosítja, és nem zavarják egymást, hanem éppen ellenkezőleg, segítik egymást.

Ha olyan városba történő beszerelésről beszélünk, ahol turbulens áramlások vannak, akkor a gyártó azt javasolja, hogy kissé emeljék fel a város tetejére telepített szélgenerátorokat, és rögzítsék azokat oszlopokhoz úgy, hogy a szomszédos házak falai ne zavarják a széláramot.

Az új turbina becsült költsége a telepítéssel 3999 euró. Mivel a készülék mérete meghaladja a egy métert, használatához külön engedélyre lehet szükség, ezért a legszélsőségesebb esetben a vállalat 0,75 méter átmérőjű mini-Liam turbinákat is gyárt.

A gyártók azt tervezik, hogy turbináikat nemcsak lakó- és ipari épületek energiaellátására, hanem tengeri hajók tápellátására is felhasználják.

Mint láthatja, rengeteg érdekes alternatíva található a szélerőművek gyártóitól.