Vaneless turbinák - egy új típusú szélgenerátor

Az alternatív energia szakemberei régóta sztereotípiát alakítottak ki arról, hogy a helyes és hatékony szélerőműveknek hogyan kell kinézniük. Ez a helyzet egyáltalán nem meglepő, mert a szélgenerátorokat évente építik a világ minden tájáról, és ezek mindig hatalmas szerkezetűek, pengékkel, hasonlóak az óriás szélmalmokhoz. Ami az üveges szélerőműveket illeti, az alternatív emberek körében általában általában nagyon szkeptikusak a hozzáállásuk.

Ennek ellenére az új megoldások fejlesztői nem sietnek megállni lelkesedésükön. Így 2015-ben a spanyol Vortex Bladeless cég egy új verziót és egy kész megoldási modellt javasolt, bemutatva, hogy hogyan lehet elrendezni a szélgenerátorokat, amelyek hatékonysága nem alacsonyabb a hagyományos lapátoknál, de biztonság szempontjából mind a gyártás hatékonysága, mind a képességeik felett meghaladják a szélgenerátorokat. telepítést.

A Vortex Bladeless bemutatta egy alapvetően új szélgenerátor modelljét és működési elrendezését, teljesen eltérően a szokásos szélmalmoktól. Nincsenek a szélben forgó pengék, és a nagy forgó alkatrészeket egyáltalán nem tervezik.

A generátor egyáltalán nem olyan, mint egy szélmalom, inkább egy nagy baseball ütőhöz hasonlít, függőlegesen egy tollakra szerelt, és imbolygott a rajta fújó szél hatására. De a szél nem mindig széllökik a széllökésekben, lehet, hogy valaki vitatkozhat, és hogyan fog ez a hatalmas denevér lengni, lehajlik és mozdulatlanul áll, mint egy fa? Valójában minden teljesen rossz!

Az az elv, amely szerint egy függőleges pengék nélküli szélgenerátor a szélben ingadozik, nem áll kapcsolatban a szél széllökésével. Az elv az, hogy a függőleges generátort láthatatlan levegő örvényeivel lánc formájában hengeres tárgyak mögött forgassa, gázzal fújja vagy egy folyadék keresztirányban áramolja.

Ezt a jelenséget 1912-ben magyarázta Theodor von Karman amerikai fizikus, aerodinamikai és repüléstechnikai szakember. És az örvényláncok kialakulásának jelensége egy gázzal fújt vagy áramvonalas folyadék körül, a függőleges tengelyt a „Karman út” tudós tiszteletére nevezték el. Ezt a jelenséget a fejlesztők alapozták meg az egyedi pengék nélküli szélgenerátor alapjául.

A Vortex szélgenerátor fele a termelési költségnek, mint a hasonló kapacitású lapát turbina, és a rendszeres karbantartási költségek ötször kevesebbek! Ezenkívül az üvegházhatású gázok kibocsátása 40% -kal alacsonyabb, a generátor csendesebben működik, és szinte teljesen biztonságos a madarak és a denevérek számára.

Ami általában a hatékonyságot illeti, a függőleges pengék nélküli generátorok kisebb területre is felszerelhetők, és így több villamos energiát kapnak, mint ugyanazon pengeszélgenerátoroktól, amelyek hatalmas területeket igényelnek, hogy a turbina lenghessen. Ez a tényező rendkívül fontos a nagy szélerőműparkok építésében, és több függőleges generátort felszerelhetünk egymáshoz közel - az erőmű kompaktabb lesz.

A fejlesztők nemcsak azt vizsgálták meg, hogy a rendszer aerodinamikája kettő szélgenerátorától van-e, amikor az egyik a másik mögött állt, és kiderült, hogy az, amelyik mögötte áll, még inkább ingadozik, mert az első örvényeket újra felhasználta.

A projekt szerzői biztosak abban, hogy a magánháztartások számára elegendő 12,5 méter magas mini Mini szélerőmű generálható 4 kW névleges teljesítményre, és az 1 MW-os teljesítményen kifejlesztett Gran modellek képezik a nagy szélerőműparkok alapját.Még a kutatás kezdeti szakaszában, 2012-ben az európai befektetők mintegy 1.000.000 eurót fektettek be a Vortex Bladelessbe, és a projekt napjainkra nagyon ígéretesnek tűnik.

Szerkezetileg a szélmalom két részből áll. A felső rész egyenetlen felülettel rendelkezik, és éppen ezért körülveszi a zsebpálya légörvényeit és generálja azokat. A szerkezet alsó részében egy villamos generátor elemei vannak.

Az elrendezés úgy van megtervezve, hogy a felépítés rezonanciafrekvencián történjen, amely egybeesik a formált Karman pályán lévő örvények frekvenciájával. Tehát a szél a szélmalom felső részét a mechanikai rezonancia jelenségével megfordítja. És ha korábban egy ilyen rezonancia megsemmisítette a hidakat és más építményeket, akkor most képes villamos energiát előállítani, megmutatva pusztító potenciálját barátságosabban.

Először, a cég szakemberei sikeresen tesztelték a 2 kW-os prototípusokat, amelyek szélfúvásra készültek, 1,5–7 m / s sebességgel; A 4 kW-os modelleket 3-15 m / s sebességre tervezték, így lehetséges a megawatt egységnyi méretezés. Az új generátorok jövőbeni szélerőműveinek fő alkotóelemei a Vortex Bladeless függőleges, 1 MW-os, 150 méter magas generátorok, amelyekből össze lehet szerelni a szükséges teljesítményű hatalmas erőművet.

A fejlesztők természetesen nem fedik fel az összes finomságot, de valami ismert. A mozgó rész alján két, visszatükröző mágnes gyűrű található, úgy hogy amikor a szél egy irányba hajlítja a szerkezetet, a mágnesek a másik irányba húzódnak, és ezek a kis toló- és tolómozgások csak hozzájárulnak a kinetikus energia megnyilvánulásához, amely a torony kör alakú hulláma során alakul ki, amely azután lineáris generátor segítségével villamos energiává alakítva. A torony lengési frekvenciája eléri a 20 Hz-t.

A kutatás hosszú ideig folytatódott, és a készülék különböző szakaszaiban folyamatosan fejlesztették ki, több mint 200 modellt gyártottak, és mindegyiket a fejlesztők egy szélcsatornában tesztelték, hogy az árboc geometriája lehetővé tegye a lehető legtöbb szélenergia összegyűjtését, és így az örvényoszlop természetes frekvenciája legyen. A Bladeless megváltozhat annak érdekében, hogy alkalmazkodjon a Pocket track rezonanciájához.