5 neobvyklých návrhov veterných generátorov

Veterná energia sa na celom svete aktívne vyvíja a nikomu nie je žiadnym tajomstvom, že je to v súčasnosti jedna z najsľubnejších oblastí alternatívnej energie. Do polovice roku 2014 bola celková kapacita všetkých nainštalovaných veterných generátorov na svete 336 gigawattov a najväčší a najvýkonnejší vertikálny trojlistý generátor vetra Vestas-164 bol nainštalovaný a uvedený na trh začiatkom roku 2014 v Dánsku. Jeho sila dosahuje 8 megawattov a rozpätie lopatiek je 164 metrov.

Napriek dlhoročnej technológii výroby lopatkových turbín a veterných mlynov sa veľa nadšencov snaží túto technológiu vylepšiť, zvýšiť jej účinnosť a znížiť negatívne faktory.

Ako je známe, koeficient využitia energie prúdu vetra tradičné veterné generátory v najlepšom prípade dosahuje 30%, sú dosť hlučné a narušujú prirodzenú tepelnú rovnováhu okolitých území a zvyšujú teplotu vrstvy povrchového vzduchu v noci. Sú tiež veľmi nebezpečné pre vtáky a zaberajú veľké plochy.

Aké alternatívy existujú? Práca moderných vynálezcov v skutočnosti nepozná hranice a vymysleli sa rôzne alternatívy.

Pozrime sa na 5 najneobvyklejších alternatív dizajnu veterných turbín v tomto odvetví.

Americká spoločnosť Altaeros Energies so sídlom vo Výskumnom ústave v Massachusetts od roku 2010 vyvíja novú generáciu veterných generátorov. Nový typ veterného generátora je navrhnutý tak, aby pracoval vo výškach až 600 metrov, kde sa obyčajné veterné generátory jednoducho nemôžu dostať. Je to v takých vysokých nadmorských výškach, že neustále fúka najsilnejší vietor, ktorý je 5-8 krát silnejší ako vietor v blízkosti zemského povrchu.

Generátor je nafukovacia štruktúra podobná vzducholode nafúknutej héliom, v ktorej je na horizontálnej osi nainštalovaná trojlistová turbína. Takýto veterný generátor bol spustený v roku 2014 na Aljaške do výšky asi 300 metrov na testovanie po dobu 18 mesiacov.

Vývojári tvrdia, že táto technológia bude vyrábať elektrinu v hodnote 18 centov za kilowatthodinu, čo je polovičná cena oproti obvyklým nákladom na veternú energiu na Aljaške. V budúcnosti môžu byť títo generátori schopní nahradiť dieselové elektrárne a nájsť uplatnenie v problémových oblastiach.

V budúcnosti bude toto zariadenie nielen generátorom elektrickej energie, ale bude tiež súčasťou meteorologickej stanice a vhodným prostriedkom na poskytovanie internetu na územiach vzdialených od príslušnej infraštruktúry.

Po inštalácii takýto systém nevyžaduje prítomnosť personálu, nezaberá veľkú plochu a je takmer tichý. Dá sa ovládať na diaľku a vyžaduje údržbu iba raz za 1-1,5 roka.

V Spojených arabských emirátoch sa realizuje ďalšie zaujímavé rozhodnutie vytvoriť neobvyklý dizajn veternej farmy. Neďaleko od Abú Zabí sa buduje mesto Madsar, v ktorom plánujú postaviť skôr neobvyklú veternú farmu, ktorú nazývajú vývojári „Windstalk“.

Zakladateľ Atelier DNA, newyorskej dizajnérskej spoločnosti vyvíjajúcej dizajn pre tento projekt, uviedol, že hlavnou myšlienkou bolo nájsť kinetický model v prírode, ktorý by mohol slúžiť na výrobu elektriny, a taký model sa našiel. 1203 stoniek uhlíkových vlákien, každá vysoká asi 55 metrov, s betónovými základňami širokými 20 metrov, bude inštalovaných 10 metrov od seba.

Stonky budú vystužené gumou a budú mať šírku asi 30 cm na základni a zúženie až 5 centimetrov hore.Každý taký kmeň bude obsahovať striedajúce sa vrstvy elektród a keramických diskov vyrobené z piezoelektrického materiálu, ktorý generuje elektrický prúd, keď je vystavený tlaku.

Keď sa stonky budú vo vetre hojdať, kotúče sa zmršťujú a vytvára elektrický prúd. Žiadny hluk z lopatiek veterných turbín, žiadne obete medzi vtákmi, nič iné ako vietor.

Táto myšlienka vznikla pozorovaním trstiny, ktorá sa v močiari vlieva.

Projekt Windstalk spoločnosti Atelier DNA zvíťazil v súťaži Land Art Generator sponzorovanej spoločnosťou Madsar a vybral najlepšie medzinárodné dielo na vytvorenie umenia, ktoré dokáže vyrábať energiu z obnoviteľných zdrojov.

Plocha, ktorú zaberá táto neobvyklá veterná stanica, bude zaberať 2,6 hektára a čo sa týka výkonu, bude zodpovedať konvenčnému veternému generátoru, ktorý zaberá podobnú oblasť. Systém je účinný z dôvodu neprítomnosti strát spôsobených trením, ktoré sú vlastné tradičným mechanickým systémom.

Na základni každého kmeňa bude nainštalovaný generátor, ktorý prevádza krútiaci moment z kmeňa pomocou systému tlmenia nárazov a valca, podobne ako systém Levant Power vyvinutý v Cambridge v štáte Massachusetts.

Keďže vietor nie je konštantný, použije sa systém skladovania energie, aby sa nahromadená energia mohla minúť, aj keď neexistuje vietor, vysvetlite zamestnancom pracujúcim na projekte.

Na vrchole každého stonku bude nainštalované LED svetlo, ktorého jas bude priamo závisieť od sily vetra a množstva aktuálne vyrobenej elektriny.

Windstalk bude pracovať na chaotickom krútení, ktoré vám umožní umiestniť prvky oveľa bližšie k sebe, než je možné pri konvenčných lopatkových veterných turbínach.

Podobný projekt Wavestalk sa vyvíja na konverziu energie morských prúdov a vĺn, kde podobný systém bude hore nohami pod vodou.

Projekt, ktorý vyvinula spoločnosť Saphon Energy z Tuniska, ako aj spoločnosť Windstalk, je generátorom veternej energie bez lopatiek, ale tentoraz má zariadenie plachtový typ.

Tento tichý generátor, pripomínajúci tvar satelitnej antény, sa nazýval safírsky. Nemá žiadne rotujúce časti a je úplne bezpečný pre vtáky. Obrazovka generátora umožňuje pohyb vpred a späť pod vplyvom vetra a vytvára oscilácie v hydraulickom systéme.

Cieľom projektu je zlepšiť výkonnosť veterných generátorov, pokiaľ ide o využívanie prúdenia vetra. Vietor sa doslova pripája k plachte, ktorá pri svojej činnosti robí pohyby vpred a vzad, zatiaľ čo neexistujú žiadne čepele, rotor, žiadne ozubené kolesá. Táto interakcia umožňuje pomocou piestov previesť viac kinetickej energie na mechanickú energiu.

Energia sa môže akumulovať v hydraulických akumulátoroch alebo pomocou generátora transformovať na elektrickú energiu alebo pomocou nej možno nejaký mechanizmus uviesť do otáčania. Ak konvenčné veterné generátory majú účinnosť 30%, potom tento generátor plachtenia dáva všetkých 80%. Jeho účinnosť prekračuje 2,3-násobok veterných mlynov.

V dôsledku nedostatku drahých komponentov, ako je to v prípade veternej turbíny (lopatky, náboje, prevodovky), sa v prípade Saphonian náklady na vybavenie znížia na 45%.

Aerodynamický tvar safónskeho má tú výhodu, že turbulentné veterné prúdy majú malý vplyv na telo plachty a aerodynamická sila sa iba zvyšuje. Z dôvodu turbulencií sa veterné turbíny nepoužívajú v mestských oblastiach a tam sa dá použiť aj safónsky plyn. Okrem toho sa minimalizujú škodlivé akustické a vibračné faktory. Spoločnosť Saphon Energy získala cenu KPMG za inováciu.

Ďalší veľmi revolučný prístup k využívaniu veternej energie realizoval v roku 2008 vynálezca - nadšenec z Kalifornie.Veľké veterné generátory pre malé mestá majú veľkosť 30 poschodovej budovy a ich lopatky dosahujú veľkosť krídla Boeing 747.

Tieto obrovské generátory určite produkujú veľa energie, ale výroba, preprava a inštalácia takýchto systémov sú zložité a drahé. Napriek tomu priemysel každoročne rastie o viac ako 40 percent. To je to, čo si o kalifornskom Dag Selsamovi myslel predtým, ako si stanovil ambiciózny cieľ. Rozhodol sa, že je realistickejšie získať viac energie pomocou menej materiálov.

Nainštalovaním desiatok alebo niekoľkých desiatok malých rotorov na jeden hriadeľ pripojený k jednému generátoru dosiahol Doug svoj cieľ. Pripojil jeden koniec dlhého hriadeľa k generátoru a druhý koniec vypustil do výšky na balónoch pomocou hélia. Systém fungoval podľa očakávania.

V učebniciach Doug čítal, že jednomotorová turbína stačí na maximum, ale Doug má pochybnosti. Myslel si inak: čím viac rotorov, tým viac veternej energie je k dispozícii na použitie.

Ak je každý rotor umiestnený v pravom uhle, každý rotor dostane svoj vlastný vietor, čím sa zvýši účinnosť generácie.

To samozrejme komplikuje fyziku, pretože teraz bolo potrebné zabezpečiť, aby každý rotor zachytil svoj vlastný prúd, nielen prúd z neďalekého rotora. Bolo potrebné zistiť optimálny uhol hriadeľa vo vzťahu k vetru a ideálnu vzdialenosť medzi rotormi. A nakoniec sa zisk získal použitím menšieho množstva materiálu.

V roku 2003 dostal vynálezca od Kalifornskej energetickej komisie grant vo výške 75 000 dolárov na vývoj 3 000 W turbíny so siedmimi rotormi. Úloha bola úspešne vyriešená a Dag Selsam už predala viac ako 20 svojich dvoj wattových turbín s výkonom 2000 W niekoľkým majiteľom domov. Tieto zariadenia postavil vo svojej vidieckej garáži.

Dougova myšlienka bola jednou z mála myšlienok, ktoré skutočne majú šancu dosiahnuť veľký úspech v komerčnom svete. Selsam hovorí, že dva rotory sú len začiatok. Jedného dňa pravdepodobne uvidí viacoborové míľové turbíny po oblohe.

„Pomocou tejto technológie môžeme ísť ďalej a vyrobiť omnoho silnejšie turbíny, ktoré prekonajú najdivokejšie fantázie spoločnosti General Electric,“ hovorí vynálezca.

Archimedes so sídlom v holandskom Rotterdame prišiel s vlastnou koncepciou neobvyklých veterných turbín, ktoré je možné inštalovať priamo na strechy obytných budov.

Podľa autorov projektu môže efektívny dizajn s nízkou hlučnosťou poskytnúť malému domu elektrinu a komplex takýchto generátorov, pracujúcich v spojení s štandardné solárne panely, schopné úplne znížiť na nulu závislosť veľkej budovy od vonkajších zdrojov elektrickej energie. Nové veterné turbíny sa nazývajú Liam F1.

Na akúkoľvek stenu alebo strechu bytového domu je možné nainštalovať malú turbínu s priemerom 1,5 metra a hmotnosťou asi 100 kilogramov. Výška radových striech je zvyčajne 10 metrov a vietor v krajine je takmer vždy juhozápadný. Tieto podmienky postačujú na správne umiestnenie turbíny na strechu a efektívne využitie veternej energie.

Riešia sa tu dva problémy konvenčných veterných generátorov: hluk konvenčných lopatkových turbín a vysoké náklady na inštaláciu objemného zariadenia. V konvenčných veterných generátoroch sa náklady na inštaláciu často nevyplatia. Hladina hluku turbíny Liam je približne 45 dB, a to je ešte tichšie ako hluk dažďa (zvuk dažďa v lese je 50 dB).

V tvare pripomínajúcej škrupinu slimáka sa turbína, podobne ako lopatka, otáča vo vetre, zachytáva prúdenie vzduchu, znižuje jeho rýchlosť a mení smer. Riaditeľ spoločnosti Marinus Miremeta tvrdí, že účinnosť inovatívnej turbíny dosahuje 80% maximálnej účinnosti teoreticky dostupnej vo veternej energii. A to už je dosť.

V Holandsku priemerná rodina spotrebuje ročne 3300 kWh elektriny.Podľa vývojárov polovicu tejto energie môže poskytovať jedna turbína Liam F1 pri rýchlosti vetra najmenej 4,5 m / s.

Tri takéto turbíny môžu byť umiestnené na vrchole trojuholníka na streche domu, potom každá z turbín bude vybavená vetrom a nebudú sa vzájomne rušiť, ale naopak si navzájom pomáhajú.

Ak hovoríme o inštalácii v meste, kde dochádza k turbulentným tokom, výrobca navrhuje mierne zvýšiť veterné generátory inštalované na strechách miest a pripevniť ich na stĺpy tak, aby steny susedných domov neinterferovali s prúdmi vetra.

Odhadované náklady na novú turbínu so zariadením sú 3999 EUR. Pretože zariadenie má veľkosť viac ako jeden meter, môže byť potrebná špeciálna licencia na jeho použitie, preto v najextrémnejšom prípade spoločnosť vyrába aj mini-liamové turbíny s priemerom 0,75 metra.

Výrobcovia plánujú využívať svoje turbíny nielen na napájanie obytných a priemyselných budov, ale aj na napájanie morských plavidiel.

Ako vidíte, existuje veľa zaujímavých alternatív od výrobcov veterných generátorov.

Comments

[#1]

Veterné mlyny sú vynikajúcim riešením pre individuálne poľnohospodárstvo, najmä mimo veľkých osád.
Najviac sa mi páčil veterný mlyn. Efektívne, spoľahlivé a nie drahé.

[#2]

Ďakujem veľmi pekne! Informácie o lekcii sú informácie, ktoré potrebujete !!!

[#3]

Zdá sa mi, že druhá možnosť má pomerne silnú účinnosť.