5 projetos incomuns de geradores eólicos

A energia eólica está se desenvolvendo ativamente em todo o mundo, e não é segredo para ninguém que esta é uma das áreas mais promissoras de energia alternativa no momento. Em meados de 2014, a capacidade total de todos os geradores eólicos instalados no mundo era de 336 gigawatts, e o maior e mais poderoso gerador eólico vertical Vestas-164 de três lâminas foi instalado e lançado no início de 2014 na Dinamarca. Sua potência chega a 8 megawatts e a extensão das pás é de 164 metros.

Apesar da tecnologia de longo prazo de fabricação de turbinas e aerogeradores em geral, muitos entusiastas procuram melhorar a tecnologia, aumentar sua eficiência e reduzir fatores negativos.

Como é sabido, o coeficiente de utilização da energia do fluxo de vento geradores eólicos tradicionais na melhor das hipóteses, atinge 30%, são bastante barulhentos e perturbam o balanço de calor natural dos territórios vizinhos, aumentando a temperatura da camada de ar da superfície à noite. Eles também são muito perigosos para os pássaros e ocupam grandes áreas.

Que alternativas existem? De fato, o trabalho dos inventores modernos não tem limites, e muitas alternativas diferentes foram inventadas.

Vejamos os 5 projetos alternativos mais incomuns do setor para turbinas eólicas.

Desde 2010, a empresa americana Altaeros Energies, sediada no Massachusetts Research Institute, desenvolve uma nova geração de geradores eólicos. Um novo tipo de gerador eólico foi projetado para operar em alturas de até 600 metros, onde os geradores eólicos comuns simplesmente não conseguem. É em altitudes tão altas que os ventos mais fortes sopram constantemente, que são 5 a 8 vezes mais fortes que os ventos próximos à superfície da Terra.

O gerador é uma estrutura inflável, semelhante a um dirigível inflado com hélio, no qual uma turbina de três pás é instalada no eixo horizontal. Esse gerador eólico foi lançado em 2014 no Alasca a uma altura de cerca de 300 metros para testes por 18 meses.

Os desenvolvedores afirmam que essa tecnologia permitirá receber eletricidade no valor de 18 centavos de dólar por quilowatt-hora, que é metade do custo usual da eletricidade eólica no Alasca. No futuro, esses geradores poderão substituir as usinas a diesel, bem como encontrar aplicação em áreas problemáticas.

No futuro, este dispositivo não será apenas um gerador de energia elétrica, mas também parte de uma estação meteorológica e um meio conveniente de fornecer a Internet em territórios distantes da infraestrutura correspondente.

Após a instalação, esse sistema não requer a presença de pessoal, não ocupa uma área grande e fica quase silencioso. Pode ser controlado remotamente e requer manutenção apenas uma vez a cada 1-1,5 anos.

Outra decisão interessante para criar um design incomum de um parque eólico está sendo implementada nos Emirados Árabes Unidos. Não muito longe de Abu Dhabi, está sendo construída a cidade de Madsar, na qual eles planejam construir um parque eólico bastante incomum, chamado pelos desenvolvedores do "Windstalk".

O fundador da Atelier DNA, uma empresa de design com sede em Nova York que desenvolve o design para este projeto, disse que a idéia principal era encontrar um modelo cinético na natureza que pudesse servir para gerar eletricidade, e esse modelo foi encontrado. 1203 hastes de fibra de carbono, cada uma com cerca de 55 metros de altura, com bases de concreto de 20 metros de largura, serão instaladas a 10 metros de distância.

As hastes serão reforçadas com borracha e terão uma largura de cerca de 30 cm na base e afunilarão até 5 centímetros na parte superior.Cada haste conterá camadas alternadas de eletrodos e discos de cerâmica feitos de um material piezoelétrico que gera uma corrente elétrica quando é submetida a pressão.

Quando as hastes balançam ao vento, os discos encolhem, gerando corrente elétrica. Nenhum barulho das pás das turbinas eólicas, nenhuma vítima entre os pássaros, nada além do vento.

A idéia surgiu observando os juncos balançando no pântano.

O projeto Windstalk do Atelier DNA ganhou o segundo lugar no concurso Land Art Generator patrocinado por Madsar para selecionar a melhor obra de arte internacional para gerar energia a partir de fontes renováveis.

A área ocupada por esta estação eólica incomum cobrirá 2,6 hectares e, em termos de energia, corresponderá a um gerador eólico convencional, ocupando uma área semelhante. O sistema é eficaz devido à ausência de perdas por atrito inerentes aos sistemas mecânicos tradicionais.

Na base de cada haste, haverá um gerador que converte o torque da haste usando um sistema de amortecedor e cilindro, semelhante ao sistema Levant Power desenvolvido em Cambridge, Massachusetts.

Como o vento não é constante, será aplicado um sistema de armazenamento de energia para que a energia acumulada possa ser gasta mesmo quando não houver vento, explicam os funcionários que trabalham no projeto.

No topo de cada haste, será instalada uma luz LED, cujo brilho dependerá diretamente da força do vento e da quantidade de eletricidade atualmente gerada.

O Windstalk funcionará em um movimento caótico, o que permite que você coloque os elementos muito mais próximos um do outro do que é possível com as turbinas eólicas convencionais do tipo lâmina.

Um projeto similar de Wavestalk está sendo desenvolvido para converter a energia das correntes e ondas oceânicas, onde um sistema semelhante ficará de cabeça para baixo debaixo d'água.

O projeto, desenvolvido pela Saphon Energy da Tunísia, bem como pelo Windstalk, é um gerador eólico sem lâminas, mas desta vez o dispositivo possui um design do tipo vela.

Esse gerador silencioso, parecido com uma antena parabólica em forma, era chamado saponiano. Não possui peças rotativas e é totalmente seguro para os pássaros. A tela do gerador faz o movimento para frente e para trás sob a influência do vento, criando oscilações no sistema hidráulico.

O objetivo do projeto é melhorar o desempenho dos geradores eólicos em relação ao uso do fluxo de vento. O vento literalmente se apega a uma vela, que faz movimentos para frente e para trás sob sua ação, enquanto não há pás, rotor ou engrenagens. Essa interação permite converter mais energia cinética em energia mecânica usando pistões.

A energia pode ser acumulada em acumuladores hidráulicos ou convertida em energia elétrica por meio de um gerador, ou algum mecanismo pode ser rotacionado com sua ajuda. Se os geradores eólicos convencionais tiverem uma eficiência de 30%, esse gerador do tipo vela fornecerá todos os 80%. Sua eficiência excede os moinhos de vento do tipo pás em 2,3 vezes.

Devido à falta de componentes caros, como é o caso de uma turbina eólica (pás, cubos, caixas de engrenagens), no caso de Saphonian, os custos com equipamentos são reduzidos para 45%.

A forma aerodinâmica do saponiano tem a vantagem de que as correntes turbulentas do vento têm pouco efeito no corpo da vela e a força aerodinâmica apenas aumenta. É por causa da turbulência que as turbinas eólicas não são usadas em áreas urbanas, e Saphonian também pode ser usado lá. Além disso, fatores acústicos e de vibração prejudiciais são minimizados. A Saphon Energy recebeu o Prêmio KPMG de Inovação.

Outra abordagem muito revolucionária ao uso da energia eólica foi implementada em 2008 por um inventor - um entusiasta da Califórnia.Grandes geradores eólicos para cidades pequenas são do tamanho de um prédio de 30 andares e suas pás atingem o tamanho das asas de um Boeing 747.

Esses geradores gigantes certamente produzem muita energia, mas a produção, o transporte e a instalação de tais sistemas são complexos e caros. Apesar disso, o setor cresce mais de 40% a cada ano. Foi isso que Dag Selsam, da Califórnia, pensou antes de definir seu objetivo ambicioso. Ele decidiu que era realista obter mais energia usando menos materiais.

Instalando uma dúzia ou várias dezenas de pequenos rotores em um eixo conectado a um gerador, Doug, no final, alcançou seu objetivo. Ele conectou uma extremidade do eixo longo ao gerador e lançou a outra extremidade nas alturas em balões com hélio. O sistema funcionou como esperado.

Nos livros didáticos, Doug leu que uma turbina de rotor único é suficiente para obter o máximo, mas Doug tem dúvidas. Ele pensava o contrário: quanto mais rotores, mais energia eólica está disponível para uso.

Se cada rotor estiver localizado no ângulo reto, cada rotor receberá seu próprio vento, o que aumentará a eficiência da geração.

Obviamente, isso complica a física, porque agora era necessário garantir que cada rotor captasse seu próprio fluxo, e não apenas o fluxo do rotor próximo. Foi necessário descobrir o ângulo ideal para o eixo em relação ao vento e a distância ideal entre os rotores. E, no final, o ganho foi obtido usando menos material.

Em 2003, o inventor recebeu uma concessão de US $ 75.000 da Comissão de Energia da Califórnia para desenvolver uma turbina de 3.000 watts com sete rotores. A tarefa foi resolvida com sucesso e a Dag Selsam já vendeu mais de 20 de suas turbinas de rotor duplo de 2000 watts a vários proprietários. Ele construiu esses dispositivos em sua garagem do país.

A ideia de Doug foi uma das poucas que realmente têm todas as chances de alcançar grande sucesso no mundo comercial. Selsam diz que dois rotores são apenas o começo. Ele provavelmente verá um dia suas turbinas com vários rotores de quilômetros por todo o céu.

"Podemos ir além e fabricar turbinas muito mais poderosas usando essa tecnologia, ela superará as fantasias mais loucas da General Electric", diz o inventor.

Archimedes, com sede em Roterdã, na Holanda, criou seu próprio conceito de turbinas eólicas incomuns que podem ser instaladas diretamente nos telhados de edifícios residenciais.

Segundo os autores do projeto, um projeto eficaz de baixo ruído pode fornecer eletricidade a uma pequena casa e um complexo desses geradores, trabalhando em conjunto com painéis solares padrão, capaz de reduzir completamente a zero a dependência de um grande edifício de fontes externas de eletricidade. Novas turbinas eólicas são chamadas Liam F1.

Uma pequena turbina com um diâmetro de 1,5 metros e pesando cerca de 100 kg pode ser instalada em qualquer parede ou teto de um edifício residencial. Normalmente, a altura dos telhados com terraço é de 10 metros, e o vento no país é quase sempre sudoeste. Essas condições são suficientes para colocar adequadamente a turbina no telhado e usar efetivamente a energia eólica.

Dois problemas dos geradores eólicos convencionais são resolvidos aqui: o ruído das turbinas de pás convencionais e o alto custo da instalação de equipamentos volumosos. Nos geradores eólicos convencionais, os custos de instalação geralmente não são recompensados. O nível de ruído da turbina Liam é de cerca de 45dB, e isso é ainda mais baixo que o ruído da chuva (o som da chuva na floresta é de 50dB).

De forma semelhante à concha de um caracol, a turbina, como um cata-vento, gira ao vento, capturando o fluxo de ar, reduzindo sua velocidade e mudando de direção. O diretor da empresa Marinus Miremeta afirma que a eficiência de uma turbina inovadora atinge 80% da eficiência máxima teoricamente disponível em energia eólica. E isso já é suficiente.

Na Holanda, a família média consome 3300 kWh de eletricidade por ano.Segundo os desenvolvedores, metade dessa energia pode ser fornecida por uma turbina Liam F1 a uma velocidade do vento de pelo menos 4,5 m / s.

Três dessas turbinas podem ser colocadas no topo do triângulo no telhado da casa, então cada uma das turbinas será fornecida com vento e elas não interferirão uma com a outra, mas, pelo contrário, ajudarão uma à outra.

Se estamos falando de instalar em uma cidade onde há fluxos turbulentos, o fabricante sugere elevar levemente os geradores eólicos instalados nos telhados das cidades, conectando-os aos postes para que as paredes das casas vizinhas não interfiram nos fluxos de vento.

O custo estimado da nova turbina com a instalação é de 3999 euros. Como o dispositivo tem um tamanho superior a um metro, pode ser necessária uma licença especial para seu uso; portanto, no caso mais extremo, a empresa também produz turbinas mini-Liam com um diâmetro de 0,75 metros.

Os fabricantes planejam usar suas turbinas não apenas no fornecimento de energia para edifícios residenciais e industriais, mas também no fornecimento de energia para embarcações marítimas.

Como você pode ver, existem muitas alternativas interessantes de fabricantes de geradores eólicos.