Vaneless turbiner - en ny typ av vindgenerator

Alternativa energispecialister har länge bildat en stereotyp om hur korrekta och effektiva vindgeneratorer ska se ut. Denna situation är inte överraskande, eftersom vindgeneratorer byggs varje år runt om i världen, och dessa är alltid enorma strukturer med blad, liknande gigantiska väderkvarnar. När det gäller de vanlösa vindgeneratorerna är attityden till dem, som regel bland alternativa människor, väldigt skeptisk.

Ändå har utvecklarna av nya lösningar inte bråttom att sluta i sin entusiasm. Och så föreslog det spanska företaget Vortex Bladeless 2015 en ny version och en färdigt lösningsmodell, som visar hur vindkraftgeneratorer kan ordnas som inte är underlägsen i effektivitet än traditionella skovlar, men som överträffar dem både i säkerhet, vad gäller produktionseffektivitet och kapacitet installation.

Vortex Bladeless introducerade modellen och arbetslayouten för en grundläggande ny vindgenerator, helt till skillnad från vanliga vindkraftverk. Det finns inga blad som roterar i vinden, och stora roterande delar planeras inte alls.

Generatorn är inte alls som en väderkvarn, den liknar snarare en stor basebollträ, monterad vertikalt på en penna och vajande under påverkan av vinden som blåser på den. Men vinden blåser inte alltid i vindar, någon kanske argumenterar, och hur kommer den gigantiska fladdermusgen att svänga, kommer den bara att böja sig och stå rörlig som ett träd? I själva verket är allt helt fel!

Principen att en vertikal bladeless vindgenerator kommer att svänga i vinden är inte relaterad till vindstöt. Principen är att svänga den vertikala generatorn med osynliga luftvindar som bildas i form av en kedja bakom cylindriska föremål, blåst av gas eller flödat runt av en vätska i tvärriktningen.

Detta fenomen förklarades redan 1912 av Theodore von Karman, en amerikansk fysiker och specialist inom aerodynamik och aeronautik. Och fenomenet med bildning av kedjor av virvlar runt en gas som blåses eller strömlinjeformad vätska, den lodräta axeln fick namnet till hedern för forskaren "Pocket path". Detta fenomen lades av utvecklarna som grunden för en unik bladeless vindgenerator.

En Vortex-vindgenerator är hälften av produktionskostnaden än en vingturbin med liknande kapacitet, och vanliga underhållskostnader är fem gånger mindre! Dessutom är mängden utsläpp av växthusgaser 40% lägre, generatorn fungerar tystare och är nästan helt säker för fåglar och fladdermöss.

Vad beträffar effektiviteten i allmänhet kan vertikala bladfria generatorer installeras på ett mindre område och därmed få mer el än från samma bladvindgeneratorer som kräver enorma områden så att turbinen kan svänga. Denna faktor är oerhört viktig vid byggandet av stora vindkraftsparker, och flera vertikala generatorer kan installeras och nära varandra - kraftverket kommer att visa sig vara mer kompakt.

Inte bara det, utvecklarna kontrollerade aerodynamiken i systemet från två av deras vindgeneratorer när en stod bakom den andra, och det visade sig att den som stod bakom svängde ännu mer, eftersom den återanvände virvlarna från första.

Författarna till projektet är säkra på att för privata hushåll kommer det att finnas tillräckligt med mini Mini vindkraftgeneratorer som är 12,5 meter höga för en nominell effekt på 4 kW, och Gran-modellerna som utvecklats vid 1 MW vardera kommer att utgöra grunden för stora vindkraftsparker.Till och med i det första forskningsstadiet 2012 investerade europeiska investerare cirka 1 000 000 euro i Vortex Bladeless, och till idag verkar projektet mycket lovande.

Strukturellt sett består väderkvarnen av två delar. Den övre delen har en ojämn yta, och det är den som svänger och genererar luftvorter från Pocketbanan runt sig själv. I den stationära undre delen av strukturen finns element i en elektrisk generator.

Installationen är utformad så att uppbyggnaden sker med en resonansfrekvens som sammanfaller med virvlarnas frekvens i det bildade Karman-spåret. Så vinden svänger den övre delen av väderkvarnen med fenomenet mekanisk resonans. Och om tidigare en sådan resonans förstörde broar och andra strukturer, kommer den nu att kunna generera elektricitet, vilket visar dess destruktiva potential mer vänlig.

Först testade företagets specialister framgångsrika 2 kW-prototyper designade för vindblåsning med en hastighet av 1,5 till 7 m / s; 4 kW-modeller är konstruerade för 3-15 m / s, och det är därför möjligt att skala upp till flera megawatt. Huvudkomponenterna i framtida vindkraftsparker på de nya generatorerna är Vortex Bladeless vertikala generatorer på 1 MW, 150 meter höga, från vilka det kommer att vara möjligt att montera ett enormt kraftverk med den nödvändiga kapaciteten.

Utvecklarna avslöjar naturligtvis inte alla finesser, men något är känt. Vid basen av den rörliga delen finns det två ringar med avvisande magneter, så att när vinden böjer strukturen i en riktning, drar magneterna i den andra riktningen, och dessa små tryck- och skjutrörelser bidrar bara till manifestationen av kinetisk energi som uppstår under tornets cirkulära sväng, som sedan omvandlas till elektrisk energi med hjälp av en linjär generator. Tornsvängningsfrekvensen når 20 Hz.

Forskningen fortsatte under lång tid, och i olika stadier förbättrades enheten kontinuerligt, mer än 200 modeller tillverkades, och var och en av dem testades av utvecklare i en vindtunnel så att mastgeometri äntligen skulle tillåta att samla så mycket vindkraft som möjligt och så att den naturliga frekvensen av Vortex-masten Bladeless kan ändras för att anpassa sig till resonans med Pocket-spåret.