Turbinas Vaneless - um novo tipo de gerador eólico

Os especialistas em energia alternativa há muito formam um estereótipo sobre como os geradores eólicos devem ser corretos e eficientes. Esse estado de coisas não é de todo surpreendente, porque os geradores eólicos são construídos todos os anos em todo o mundo, e essas são sempre estruturas enormes com pás, semelhantes aos moinhos de vento gigantes. Quanto aos geradores eólicos sem palhetas, a atitude em relação a eles, via de regra, entre pessoas alternativas, é muito, muito cética.

No entanto, os desenvolvedores de novas soluções não têm pressa para parar de entusiasmo. E assim, em 2015, a empresa espanhola Vortex Bladeless propôs uma nova versão e um modelo de solução pronto, mostrando como os geradores eólicos podem ser arranjados com uma eficácia inferior à palheta tradicional, mas superando-os em segurança, em termos de eficiência e capacidade de produção instalação.

A Vortex Bladeless introduziu o modelo e o layout de trabalho de um gerador eólico fundamentalmente novo, completamente diferente dos moinhos de vento comuns. Não há pás girando ao vento, e grandes peças rotativas não estão previstas.

O gerador não se parece em nada com um moinho de vento, mas sim com um grande taco de beisebol, montado verticalmente em uma caneta e balançando sob a influência do vento soprando sobre ele. Mas o vento nem sempre sopra em rajadas de vento, alguém pode argumentar, e como então esse gigantesco morcego balança, apenas se inclina e fica imóvel como uma árvore? De fato, tudo está completamente errado!

O princípio de que um gerador de vento vertical sem pás irá balançar ao vento não está relacionado a rajadas de vento. O princípio é balançar o gerador vertical por vórtices invisíveis de ar formados sob a forma de uma corrente atrás de objetos cilíndricos, soprados por gás ou fluidos por um líquido na direção transversal.

Esse fenômeno foi explicado em 1912 pelo físico americano e especialista em aerodinâmica e aeronáutica Theodor von Karman. E o fenômeno da formação de cadeias de vórtices em torno de um gás soprado ou líquido aerodinâmico, o eixo vertical foi nomeado em homenagem ao cientista "caminho de Karman". Este fenômeno foi estabelecido pelos desenvolvedores como base para um gerador eólico sem pás.

Um gerador eólico Vortex é metade do custo de produção que uma turbina de palhetas de capacidade semelhante, e os custos de manutenção regular são cinco vezes menos! Além disso, a quantidade de gases de efeito estufa emitida é 40% menor, o gerador funciona mais silencioso e é quase completamente seguro para pássaros e morcegos.

Quanto à eficiência em geral, os geradores verticais sem pás podem ser instalados em uma área menor e, portanto, recebem mais eletricidade do que os mesmos geradores eólicos de pás que exigem grandes áreas para que a turbina possa girar. Esse fator é extremamente importante na construção de grandes parques eólicos, e vários geradores verticais podem ser instalados e próximos uns dos outros - a usina se tornará mais compacta.

Além disso, os desenvolvedores verificaram a aerodinâmica do sistema de dois de seus geradores eólicos quando um estava atrás do outro, e o que estava atrás estava balançando ainda mais, porque reutilizou os vórtices desde o início.

Os autores do projeto têm certeza de que, para residências particulares, haverá mini geradores eólicos Mini Mini com 12,5 metros de altura para uma potência nominal de 4 kW, e os modelos Gran desenvolvidos com 1 MW cada formarão a base de grandes parques eólicos.Mesmo na fase inicial da pesquisa, em 2012, investidores europeus investiram cerca de 1.000.000 de euros na Vortex Bladeless, e até hoje o projeto parece muito promissor.

Estruturalmente, o moinho de vento consiste em duas partes. A parte superior tem uma superfície irregular, e é ela que oscila e gera vórtices de ar do caminho do Pocket em torno de si. Na parte inferior estacionária da estrutura existem elementos de um gerador elétrico.

A configuração é projetada para que o acúmulo ocorra na frequência ressonante, que coincide com a frequência dos vórtices na faixa Karman formada. Assim, o vento oscila na parte superior do moinho, usando o fenômeno da ressonância mecânica. E se antes essa ressonância destruía pontes e outras estruturas, agora seria capaz de gerar eletricidade, mostrando seu potencial destrutivo de maneira mais amigável.

Inicialmente, os especialistas da empresa testaram com sucesso protótipos de 2 kW projetados para o vento soprando a uma velocidade de 1,5 a 7 m / s; Os modelos de 4 kW são projetados para 3-15 m / s e, portanto, é possível dimensionar até unidades de megawatts. Os principais componentes dos futuros parques eólicos dos novos geradores são os geradores verticais sem lâminas Vortex de 1 MW, 150 metros de altura, dos quais será possível montar uma enorme usina com a capacidade necessária.

Os desenvolvedores, é claro, não divulgam todas as sutilezas, mas algo é conhecido. Na base da parte móvel, existem dois anéis de ímãs repulsivos, de modo que quando o vento curva a estrutura em uma direção, os ímãs puxam na outra direção, e esses pequenos movimentos de empurrar e empurrar contribuem apenas para a manifestação da energia cinética que ocorre durante o balanço circular da torre, que então convertido em energia elétrica usando um alternador linear. A frequência de oscilação da torre atinge 20 Hz.

A pesquisa continuou por um longo tempo e, em várias etapas, o dispositivo foi aprimorado continuamente, mais de 200 modelos foram fabricados e cada um deles foi testado por desenvolvedores em um túnel de vento, para que a geometria do mastro permitisse finalmente coletar o máximo possível de energia eólica, e para que a frequência natural do mastro Vortex O Bladeless pode mudar para ajustar a ressonância com a faixa Pocket.