5 необичних дизајна ветрогенератора

Енергија ветра активно се развија широм света и никоме није тајна да је ово једно од најперспективнијих подручја алтернативне енергије у овом тренутку. Средином 2014. укупни капацитет свих инсталираних ветроелектрана на свету био је 336 гигавата, а највећи и најснажнији вертикални тробродни ветрогенератор Вестас-164 инсталиран је и покренут почетком 2014. у Данској. Његова снага достиже 8 мегавата, а распон лопатица је 164 метра.

Упркос дугогодишњој технологији израде крилних турбина и вјетрењача уопште, многи ентузијасти желе да побољшају технологију, повећају њену ефикасност и смање негативне факторе.

Као што је познато, коефицијент искоришћености енергије ветра традиционални генератори ветра у најбољем случају достиже 30%, прилично су бучни и нарушавају природни топлотни баланс околних територија, повећавајући температуру површинског слоја ваздуха ноћу. Такође су веома опасне за птице и заузимају велике површине.

Које алтернативе постоје? У ствари, рад савремених проналазача не познаје границе, а пронађено је много различитих алтернатива.

Погледајмо пет најнеобичнијих алтернативних дизајна ветротурбина у индустрији.

Од 2010. године, америчка компанија Алтаерос Енергиес, ​​са седиштем у Истраживачком институту у Масачусетсу, развија нову генерацију ветрогенератора. Нова врста генератора ветра дизајнирана је за рад на висинама до 600 метара, где обични генератори ветра једноставно не могу да дођу. На тако великим висинама непрекидно дувају најјачи ветрови, који су 5-8 пута јачи од ветрова у близини земље.

Генератор је конструкција на надувавање, слична хелијумском надуваном ваздушном броду, у којем је на водоравној осе инсталирана турбина са три оштрице. Такав генератор ветра представљен је 2014. године на Аљасци на висини од око 300 метара ради тестирања током 18 месеци.

Програмери тврде да ће ова технологија производити струју у вредности од 18 центи по киловатсату, што је упола мање од уобичајене цијене енергије вјетра на Аљасци. У будућности ће такви генератори можда моћи да замене дизелске електране, као и да пронађу примену у проблематичним областима.

Убудуће овај уређај неће бити само генератор електричне енергије, већ је и део временске станице и погодно средство за пружање Интернета на територијама далеко од одговарајуће инфраструктуре.

Након инсталације такав систем не захтева присуство особља, не заузима велико подручје и скоро је тих. Може се контролисати даљински и захтева одржавање само једном у 1-1,5 година.

Још једна занимљива одлука за стварање необичног дизајна ветропарка спроводи се у Уједињеним Арапским Емиратима. Недалеко од Абу Дабија гради се град Мадсар у коме планирају да направе прилично необичну ветропарку, коју су назвали програмери „Виндсталк“.

Оснивач Ателиер ДНА, њујоршке дизајнерске компаније која је развијала дизајн за овај пројекат, рекао је да је главна идеја била пронаћи кинетички модел у природи који би могао служити за производњу електричне енергије, и такав модел је пронађен. 1203 стабљике од карбонских влакана, висине око 55 метара, са бетонским подлогама ширине 20 метара, биће постављене на удаљености од 10 метара.

Стабљике ће бити ојачане гумом и има ширину од око 30 цм, а на врху се сужава до 5 центиметара.Свака таква стабљика садржи алтернативне слојеве електрода и керамичких дискова направљених од пиезоелектричног материјала који стварају електричну струју када су изложени притиску.

Када се стабљике залепе у ветру, дискови ће се смањити, стварајући електричну струју. Нема буке од лопатица ветротурбина, нема жртава међу птицама, ништа осим ветра.

Идеја је настала посматрањем трске која се њихала у мочвари.

Пројект Виндсталк компаније Ателиер ДНА победио је на конкурсу Ланд Арт Генератор који је спонзорисао Мадсар за избор најбољих међународних уметничких дела за производњу енергије из обновљивих извора.

Простор који заузима ова необична ветроелектрана покриват ће 2,6 хектара, а по снази ће одговарати уобичајеном генератору ветра, који заузима слично подручје. Систем је ефикасан због непостојања губитака трења који су својствени традиционалним механичким системима.

У основи сваког стабљика биће генератор који претвара обртни момент из стабљике користећи амортизер и систем цилиндара, слично систему Левант Повер развијеном у Цамбридгеу, Массацхусеттс.

Пошто ветар није константан, примењиваће се систем за складиштење енергије тако да се акумулирана енергија може трошити и када нема ветра, објаснили су запослени који раде на пројекту.

На врху сваке стабљике биће инсталирано ЛЕД светло, чија светлина ће директно зависити од снаге ветра и количине електричне енергије која се тренутно ствара.

Виндсталк ће радити на хаотичан потез, који вам омогућава да елементе поставите много ближе један другом него што је то могуће код класичних ветротурбина типа сечива.

Сличан пројекат Вавесталк развија се за претварање енергије океанских струја и таласа, при чему ће сличан систем бити наопако под водом.

Пројекат, који је развио Сапхон Енерги из Туниса, као и Виндсталк, генератор је ветра без сечива, али овај пут уређај има дизајн типа једра.

Овај тихи генератор, који по облику наликује сателитској антени, назван је Сапхониан. Нема ротирајуће делове и потпуно је безбедан за птице. Заслон генератора омогућава кретање напред и назад под утицајем ветра, стварајући осцилације у хидрауличком систему.

Циљ пројекта је побољшање перформанси ветрогенератора у погледу коришћења ветра. Ветар буквално вози једра, која под својим деловањем прави покрете напред и назад, док нема ножева, ни ротора, ни зупчаника. Ова интеракција омогућава претварање више кинетичке енергије у механичку енергију помоћу клипа.

Енергија се може акумулирати у хидрауличким акумулаторима или претворити у електричну енергију помоћу генератора или се неки механизам уз помоћ ње може довести у ротацију. Ако конвенционални генератори ветра имају ефикасност од 30%, овај генератор једрења даје свих 80%. Његова ефикасност премашује вјетрењаче типа лопатица за 2,3 пута.

Због недостатка скупих компоненти, као што је случај са вјетротурбином (ножеви, главчине, мјењачи), у случају Сапхониа, трошкови опреме се смањују на 45%.

Аеродинамички облик Сапхониа има предност у томе што турбулентне ветрове струје слабо утичу на тело једра, а аеродинамичка сила се само повећава. Због турбуленција ветротурбине се не користе у урбаним срединама, а Сапхониан се такође могу користити тамо. Поред тога, штетни акустички и вибрациони фактори су минимизирани. Сапхон Енерги добио је награду КПМГ за иновацију.

Још један врло револуционарни приступ коришћењу енергије ветра применио је 2008. године изумитељ - ентузијаста из Калифорније.Велики вјетроелектрани за мале градове величине су зграде од 30 спратова, а њихови ножеви достижу величину крила Боеинга 747.

Ови џиновски генератори сигурно производе много енергије, али производња, транспорт и уградња таквих система су сложени и скупи. Упркос томе, индустрија сваке године расте за више од 40 процената. О томе је размишљао Даг Селсам из Калифорније пре него што је поставио амбициозни циљ. Одлучио је да је реално добити више енергије користећи мање материјала.

Инсталирањем десетак или неколико десетина малих ротора на једну осовину спојену на један генератор, Доуг је на крају постигао свој циљ. Повезао је један крај дуге осовине са генератором, а други крај убацио у висине на балонима са хелијумом. Систем је функционисао како се и очекивало.

У уџбеницима је Доуг прочитао да је једнострука турбина довољна да добије максимум, али Доуг има сумње. Мислио је другачије: што више ротора то је већа употреба енергије ветра.

Ако се сваки ротор налази под правим углом, тада ће сваки ротор добити свој сопствени ветар, а то ће повећати ефикасност производње.

Наравно, то комплицира физику, јер је сада требало осигурати да сваки ротор ухвати властити ток, а не само ток из оближњег ротора. Требало је открити оптимални угао осовине у односу на ветар и идеалну удаљеност између ротора. И на крају је добитак добијен употребом мање материјала.

Изумитељ је 2003. године од калифорнијске комисије за енергетику добио грант од 75.000 долара за развој турбине од 3.000 вати са седам ротора. Задатак је успешно решен, а Даг Селсам је већ продао више од 20 својих 2000-ватних турбина са двоструким ротором неколико власника кућа. Изградио је ове уређаје у својој сеоској гаражи.

Доугова идеја била је једна од ретких идеја која у ствари има све шансе да постигне велики успех у комерцијалном свету. Селсам каже да су два ротора само почетак. Вероватно ће једног дана преко неба видети своје више-роторске километре дуге километре.

"Можемо ићи даље и правити много моћније турбине користећи ову технологију, она ће надмашити најлуђе фантазије компаније Генерал Елецтриц", каже изумитељ.

Арцхимедес, са седиштем у Ротердаму, Холандија, смислио је свој концепт необичних ветротурбина које се могу инсталирати директно на кровове стамбених зграда.

Према ауторима пројекта, ефикасан дизајн са ниском разином буке може да обезбеди малој кући електричну енергију и комплекс таквих генератора, радећи заједно са стандардни соларни панелиу стању да у потпуности смањи на нулу зависност велике зграде од спољних извора електричне енергије. Нове ветротурбине називају се Лиам Ф1.

Мала турбина пречника 1,5 метра и тежине око 100 килограма може се поставити на било који зид или кров стамбене зграде. Обично је висина терасастих кровова 10 метара, а ветар у земљи готово увек југозападни. Ови услови су довољни да правилно поставите турбину на кров и ефикасно користите енергију ветра.

Овде су решена два проблема конвенционалних ветрогенератора: бука конвенционалних лопатица и велике цене уградње гломазне опреме. У конвенционалним генераторима ветра трошкови инсталације често се не исплаћују. Ниво буке Лиам-ове турбине је око 45дБ, а то је још тише од буке кише (звук кише у шуми је 50 дБ).

По облику који подсећа на шкољку пужа, турбина се, попут временске лопатице, окреће у ветру, хватајући проток ваздуха, смањујући његову брзину и мењајући смер. Директор компаније Маринус Миремета тврди да ефикасност иновативне турбине достиже 80% максималне ефикасности која је теоретски доступна у ветроенергетици. А то је већ сасвим довољно.

У Холандији просечна породица годишње потроши 3300 кВх електричне енергије.Према програмерима, половину ове енергије може да обезбеди једна турбина Лиам Ф1 при брзини ветра од најмање 4,5 м / с.

Три такве турбине могу се поставити у врхове троугла на крову куће, тада ће свака турбина добити ветар и неће се мешати, већ ће напротив помагати једна другој.

Ако говоримо о инсталирању у граду у којем постоје немирни протоци, произвођач предлаже мало подизање ветрогенератора инсталираних на градским крововима, причвршћујући их на ступове тако да зидови суседних кућа не ометају проток ветра.

Процијењени трошак нове турбине са инсталацијом је 3999 еура. Будући да уређај има величину већу од једног метра, можда ће бити потребна посебна дозвола за његово коришћење, па ће, у најекстремнијем случају, компанија производити и мини-Лиам-ове турбине пречника 0,75 метара.

Произвођачи планирају да користе своје турбине не само за напајање стамбених и индустријских зграда, већ и за снабдевање бродских бродова.

Као што видите, постоји доста занимљивих алтернатива произвођача ветрогенератора.