5 ongewone ontwerpen van windgenerators

Windenergie ontwikkelt zich wereldwijd actief, en het is voor niemand een geheim dat dit op dit moment een van de meest veelbelovende gebieden van alternatieve energie is. Tegen midden 2014 bedroeg de totale capaciteit van alle geïnstalleerde windgeneratoren ter wereld 336 gigawatt en de grootste en krachtigste verticale driebladige Vestas-164 windgenerator werd begin 2014 in Denemarken geïnstalleerd en gelanceerd. Het vermogen bereikt 8 megawatt en de spanwijdte van de bladen is 164 meter.

Ondanks de langlopende technologie van het produceren van schoepturbines en windmolens in het algemeen, proberen veel enthousiastelingen de technologie te verbeteren, de efficiëntie te verhogen en negatieve factoren te verminderen.

Zoals bekend is, de gebruikscoëfficiënt van de energie van de windstroom traditionele windgenerators in het beste geval bereikt het 30%, ze zijn behoorlijk luidruchtig en verstoren de natuurlijke warmtebalans van de omliggende gebieden, waardoor de temperatuur van de oppervlaktelaag 's nachts wordt verhoogd. Ze zijn ook erg gevaarlijk voor vogels en bezetten grote gebieden.

Welke alternatieven zijn er? In feite kent het werk van moderne uitvinders geen grenzen en zijn er veel verschillende alternatieven bedacht.

Laten we eens kijken naar de 5 meest ongewone van de meest opmerkelijke alternatieve ontwerpen in de industrie voor windturbines.

Sinds 2010 ontwikkelt het Amerikaanse bedrijf Altaeros Energies, gevestigd aan het Massachusetts Research Institute, een nieuwe generatie windgeneratoren. Een nieuw type windgenerator is ontworpen om te werken op hoogten tot 600 meter, waar gewone windgeneratoren gewoon niet kunnen komen. Het is op zo'n grote hoogte dat de sterkste winden constant waaien, die 5-8 keer sterker zijn dan winden in de buurt van het aardoppervlak.

De generator is een opblaasbare structuur, vergelijkbaar met een met helium opgeblazen luchtschip, waarin een driebladige turbine op de horizontale as is geïnstalleerd. Een dergelijke windgenerator werd in 2014 in Alaska op een hoogte van ongeveer 300 meter gelanceerd voor 18 maanden testen.

De ontwikkelaars beweren dat deze technologie elektriciteit zal produceren ter waarde van 18 cent per kilowattuur, wat de helft is van de gebruikelijke kosten van windenergie in Alaska. In de toekomst kunnen dergelijke generatoren misschien wel dieselcentrales vervangen en toepassingen in probleemgebieden vinden.

In de toekomst zal dit apparaat niet alleen een stroomgenerator zijn, maar ook onderdeel van een weerstation en een handig middel om internet te bieden in gebieden ver van de bijbehorende infrastructuur.

Na installatie vereist een dergelijk systeem geen aanwezigheid van personeel, neemt geen groot gebied in beslag en is bijna stil. Het kan op afstand worden bediend en heeft slechts eenmaal per 1-1,5 jaar onderhoud nodig.

Een andere interessante beslissing om een ​​ongewoon ontwerp van een windmolenpark te maken, wordt in de Verenigde Arabische Emiraten geïmplementeerd. Niet ver van Abu Dhabi wordt de stad Madsar gebouwd, waarin ze een nogal ongewoon windpark willen bouwen, genaamd door de ontwikkelaars van "Windstalk".

De oprichter van Atelier DNA, een in New York gevestigd ontwerpbedrijf dat het ontwerp voor dit project ontwikkelt, zei dat het belangrijkste idee was om een ​​kinetisch model in de natuur te vinden dat zou kunnen dienen om elektriciteit op te wekken, en een dergelijk model werd gevonden. 1203 stelen van koolstofvezel, elk ongeveer 55 meter hoog, met betonnen bases van 20 meter breed, worden 10 meter uit elkaar geplaatst.

De stengels zijn versterkt met rubber, hebben een breedte van ongeveer 30 cm aan de basis en lopen taps toe tot 5 centimeter aan de bovenkant.Elke dergelijke steel zal afwisselend lagen elektroden en keramische schijven bevatten die zijn gemaakt van een piëzo-elektrisch materiaal dat een elektrische stroom genereert wanneer het wordt blootgesteld aan druk.

Wanneer de stengels in de wind slingeren, zullen de schijven krimpen en elektrische stroom genereren. Geen lawaai van de bladen van windturbines, geen slachtoffers onder de vogels, niets anders dan de wind.

Het idee kwam tot stand door het riet te observeren dat in het moeras slingerde.

Het Windstalk-project van Atelier DNA werd tweede in de Land Art Generator-competitie gesponsord door Madsar om het beste internationale kunstwerk te selecteren om energie uit hernieuwbare bronnen te genereren.

Het gebied dat wordt ingenomen door dit ongewone windstation zal 2,6 hectare beslaan, en qua vermogen zal het overeenkomen met een conventionele windgenerator die een soortgelijk gebied beslaat. Het systeem is effectief vanwege de afwezigheid van wrijvingsverliezen inherent aan traditionele mechanische systemen.

Aan de basis van elke steel bevindt zich een generator die koppel van de steel omzet met behulp van een schokdemper en cilindersysteem, vergelijkbaar met het Levant Power-systeem ontwikkeld in Cambridge, Massachusetts.

Omdat de wind niet constant is, zal een energieopslagsysteem worden toegepast zodat de geaccumuleerde energie kan worden besteed, zelfs als er geen wind is, legt u de medewerkers aan het project uit.

Bovenaan elke stengel wordt een LED-licht geïnstalleerd, waarvan de helderheid rechtstreeks afhangt van de sterkte van de wind en de hoeveelheid elektriciteit die momenteel wordt gegenereerd.

Windstalk werkt op een chaotische manier van zwaaien, waardoor je de elementen veel dichter bij elkaar kunt plaatsen dan mogelijk is met conventionele windturbines van het bladtype.

Een soortgelijk Wavestalk-project wordt ontwikkeld om de energie van zeestromingen en golven om te zetten, waarbij een soortgelijk systeem ondersteboven onder water staat.

Het project, ontwikkeld door Saphon Energy uit Tunesië, en Windstalk, is een blaasloze windgenerator, maar dit keer heeft het apparaat een zeilachtig ontwerp.

Deze stille generator, die leek op een satellietschotel in vorm, werd Saphonian genoemd. Het heeft geen roterende delen en is volkomen veilig voor vogels. Het generaterscherm beweegt heen en weer onder invloed van wind, waardoor oscillaties in het hydraulische systeem ontstaan.

Het doel van het project is het verbeteren van de prestaties van windgeneratoren met betrekking tot het gebruik van windstroming. De wind maakt letterlijk gebruik van een zeil, dat voorwaartse en achterwaartse bewegingen maakt onder zijn werking, terwijl er geen bladen, geen rotor, geen tandwielen zijn. Met deze interactie kunt u meer kinetische energie omzetten in mechanische energie met behulp van zuigers.

Energie kan worden verzameld in hydraulische accumulatoren, of worden omgezet in elektrische energie door middel van een generator, of een mechanisme kan met behulp van een rotatie in rotatie worden gebracht. Als conventionele windgenerators een rendement van 30% hebben, geeft deze zeilen-type generator alle 80%. Zijn efficiëntie overtreft bladen type windmolens met 2,3 keer.

Vanwege het ontbreken van dure componenten, zoals het geval is in een windturbine (bladen, naven, versnellingsbakken), worden in het geval van Saphonian de kosten van apparatuur verlaagd tot 45%.

De aerodynamische vorm van de Saphonian heeft het voordeel dat turbulente windstromingen weinig effect hebben op het lichaam van het zeil en de aerodynamische kracht alleen maar toeneemt. Vanwege turbulentie worden windturbines niet in stedelijke gebieden gebruikt en kan Saphonian daar ook worden gebruikt. Bovendien worden schadelijke akoestische en trillingsfactoren geminimaliseerd. Saphon Energy heeft de KPMG Award voor innovatie ontvangen.

Een andere zeer revolutionaire benadering van het gebruik van windenergie werd in 2008 geïmplementeerd door een uitvinder - een liefhebber uit Californië.Grote windgenerators voor kleine steden zijn zo groot als een gebouw van 30 verdiepingen en hun bladen bereiken de grootte van de vleugels van een Boeing 747.

Deze gigantische generatoren produceren zeker veel energie, maar de productie, het transport en de installatie van dergelijke systemen zijn complex en duur. Desondanks groeit de industrie elk jaar met meer dan 40 procent. Dat is waar Dag Selsam uit Californië aan dacht voordat hij zijn ambitieuze doel stelde. Hij besloot dat het realistisch was om meer energie te krijgen met minder materialen.

Door een dozijn of enkele tientallen kleine rotoren op een as te installeren die op een generator was aangesloten, bereikte Doug uiteindelijk zijn doel. Hij verbond het ene uiteinde van de lange schacht met de generator en lanceerde het andere uiteinde op de hoogten op ballonnen met helium. Het systeem werkte zoals verwacht.

In de schoolboeken las Doug dat een turbine met één rotor voldoende is om het maximum te halen, maar Doug heeft twijfels. Hij dacht anders: hoe meer rotors, hoe meer windenergie beschikbaar is voor gebruik.

Als elke rotor zich in de juiste hoek bevindt, ontvangt elke rotor zijn eigen wind, en dit zal de generatie-efficiëntie verhogen.

Dit bemoeilijkt natuurlijk de fysica, omdat het nu nodig was om ervoor te zorgen dat elke rotor zijn eigen stroom vangt, en niet alleen de stroom van de nabijgelegen rotor. Het was noodzakelijk om de optimale hoek voor de as te bepalen ten opzichte van de wind en de ideale afstand tussen de rotoren. En uiteindelijk werd de winst verkregen met minder materiaal.

In 2003 ontving de uitvinder een subsidie ​​van $ 75.000 van de California Energy Commission om een ​​turbine van 3000 watt met zeven rotors te ontwikkelen. De taak werd met succes opgelost en Dag Selsam heeft al meer dan 20 van zijn 2000-watt dubbele rotorturbines verkocht aan verschillende huiseigenaren. Hij bouwde deze apparaten in zijn landelijke garage.

Het idee van Doug was een van de weinige ideeën die daadwerkelijk alle kansen hebben om groot succes te bereiken in de commerciële wereld. Selsam zegt dat twee rotors nog maar het begin zijn. Hij zal waarschijnlijk ooit zijn multi-rotor mijl lange turbines aan de hemel zien.

"We kunnen verder gaan en veel krachtigere turbines maken met deze technologie, het zal de wildste fantasieën van General Electric overtreffen", zegt de uitvinder.

Archimedes, gevestigd in Rotterdam, heeft een eigen concept van ongebruikelijke windturbines bedacht die rechtstreeks op de daken van woongebouwen kunnen worden geïnstalleerd.

Volgens de auteurs van het project kan een effectief geluidsarm ontwerp een klein huis voorzien van elektriciteit en een complex van dergelijke generatoren, die samenwerken met standaard zonnepanelen, in staat om de afhankelijkheid van een groot gebouw van externe elektriciteitsbronnen volledig tot nul te verminderen. Nieuwe windturbines worden Liam F1 genoemd.

Een kleine turbine met een diameter van 1,5 meter en een gewicht van ongeveer 100 kilogram kan worden geïnstalleerd op elke muur of dak van een woongebouw. Meestal is de hoogte van terrasvormige daken 10 meter, en de wind in het land is bijna altijd zuidwest. Deze omstandigheden zijn voldoende om de turbine op het dak te plaatsen en effectief windenergie te gebruiken.

Twee problemen van conventionele windgeneratoren worden hier opgelost: het geluid van conventionele bladerturbines en de hoge kosten voor het installeren van omvangrijke apparatuur. In conventionele windgeneratoren lonen installatiekosten vaak niet. Het geluidsniveau van de Liam-turbine is ongeveer 45 dB, en dit is zelfs stiller dan het geluid van regen (het geluid van regen in het bos is 50 dB).

In vorm die lijkt op een shell van een slak, draait de turbine, als een windwijzer, in de wind, vangt de luchtstroom op, vermindert de snelheid en verandert van richting. Directeur van het bedrijf Marinus Miremeta beweert dat het rendement van een innovatieve turbine 80% bereikt van het theoretisch maximale rendement in windenergie. En dit is al genoeg.

In Nederland verbruikt het gemiddelde gezin 3300 kWh elektriciteit per jaar.Volgens de ontwikkelaars kan de helft van deze energie worden geleverd door één Liam F1-turbine met een windsnelheid van ten minste 4,5 m / s.

Drie van dergelijke turbines kunnen op de hoekpunten van de driehoek op het dak van het huis worden geplaatst, dan zullen alle turbines van wind worden voorzien en ze zullen elkaar niet hinderen, maar zullen integendeel elkaar helpen.

Als we het hebben over installeren in een stad waar turbulente stromingen zijn, stelt de fabrikant voor de windgenerators die op daken van de stad zijn geïnstalleerd, iets op te tillen, zodat ze aan palen worden bevestigd zodat de muren van aangrenzende huizen de windstromingen niet hinderen.

De geschatte kosten van de nieuwe turbine met de installatie bedragen 3999 euro. Omdat het apparaat meer dan een meter groot is, kan een speciale licentie nodig zijn voor het gebruik ervan. Daarom produceert het bedrijf in het uiterste geval ook mini-Liam-turbines met een diameter van 0,75 meter.

Fabrikanten zijn van plan hun turbines niet alleen te gebruiken voor de stroomvoorziening van residentiële en industriële gebouwen, maar ook voor de stroomvoorziening van zeeschepen.

Zoals u ziet, zijn er tal van interessante alternatieven van fabrikanten van windgeneratoren.