Vaneless Turbinen - eine neue Art von Windgenerator

Spezialisten für alternative Energien haben sich seit langem ein Stereotyp darüber gebildet, wie korrekte und effiziente Windgeneratoren aussehen sollten. Dieser Zustand ist keineswegs überraschend, da jedes Jahr Windgeneratoren auf der ganzen Welt gebaut werden und es sich immer um riesige Strukturen mit Schaufeln handelt, ähnlich wie bei riesigen Windmühlen. Was die vaneless Windgeneratoren betrifft, so ist die Haltung gegenüber ihnen in der Regel bei alternativen Menschen sehr, sehr skeptisch.

Entwickler neuer Lösungen haben es jedoch nicht eilig, in ihrer Begeisterung aufzuhören. Und so schlug das spanische Unternehmen Vortex Bladeless im Jahr 2015 eine neue Version und ein vorgefertigtes Lösungsmodell vor, die zeigen, wie Windgeneratoren angeordnet werden können, deren Wirksamkeit der herkömmlichen Schaufel nicht unterlegen ist, die jedoch sowohl in Bezug auf die Produktionseffizienz als auch in Bezug auf die Leistungsfähigkeit die Sicherheit übertreffen Installation.

Vortex Bladeless stellte das Modell und das Arbeitslayout eines grundlegend neuen Windgenerators vor, ganz anders als bei gewöhnlichen Windmühlen. Es gibt keine Blätter, die sich im Wind drehen, und große rotierende Teile sind überhaupt nicht vorgesehen.

Der Generator ist überhaupt nicht wie eine Windmühle, sondern ähnelt einem großen Baseballschläger, der vertikal auf einem Stift montiert ist und unter dem Einfluss des Windes schwankt. Aber der Wind weht nicht immer in Böen, könnte jemand argumentieren, und wie wird dann diese gigantische Fledermaus schwingen, wird sie sich nur bücken und regungslos stehen wie ein Baum? In der Tat ist alles völlig falsch!

Das Prinzip, dass ein vertikaler, klingenloser Windgenerator im Wind schwingt, hängt nicht mit Windböen zusammen. Das Prinzip besteht darin, den vertikalen Generator durch unsichtbare Luftwirbel zu schwingen, die in Form einer Kette hinter zylindrischen Objekten gebildet sind, von Gas geblasen werden oder von einer Flüssigkeit in Querrichtung umströmt werden.

Dieses Phänomen wurde bereits 1912 von Theodore von Karman, einem amerikanischen Physiker und Spezialisten für Aerodynamik und Luftfahrt, erklärt. Und das Phänomen der Bildung von Wirbelketten um eine gasgeblasene oder stromlinienförmige Flüssigkeit, die vertikale Achse, wurde zu Ehren des Wissenschaftlers "Pocket Path" benannt. Dieses Phänomen wurde von den Entwicklern als Grundlage für einen einzigartigen blattlosen Windgenerator gelegt.

Ein Vortex-Windgenerator ist halb so teuer wie eine Flügelschaufelturbine mit ähnlicher Kapazität, und die regelmäßigen Wartungskosten sind fünfmal niedriger! Darüber hinaus ist die Menge der ausgestoßenen Treibhausgase um 40% geringer, der Generator arbeitet leiser und ist für Vögel und Fledermäuse nahezu vollständig sicher.

Was den Wirkungsgrad im Allgemeinen betrifft, können vertikale schaufellose Generatoren auf einer kleineren Fläche installiert werden und somit mehr Strom erhalten als von denselben Schaufelwindgeneratoren, die große Flächen benötigen, damit die Turbine schwingen kann. Dieser Faktor ist beim Bau großer Windparks äußerst wichtig, und es können mehrere vertikale Generatoren nahe beieinander installiert werden - das Kraftwerk wird kompakter.

Nicht nur das, die Entwickler überprüften die Aerodynamik des Systems von zwei ihrer Windgeneratoren, wenn einer hinter dem anderen stand, und es stellte sich heraus, dass derjenige, der dahinter stand, noch mehr schwang, weil er die Wirbel von Anfang an wiederverwendete.

Die Autoren des Projekts sind sich sicher, dass es für private Haushalte genügend Mini-Mini-Windgeneratoren mit einer Höhe von 12,5 Metern für eine Nennleistung von 4 kW geben wird, und die mit jeweils 1 MW entwickelten Gran-Modelle werden die Grundlage für große Windparks bilden.Bereits in der Anfangsphase der Forschung investierten europäische Investoren 2012 rund 1.000.000 Euro in Vortex Bladeless, und bis heute scheint das Projekt sehr vielversprechend.

Strukturell besteht die Windmühle aus zwei Teilen. Der obere Teil hat eine unebene Oberfläche, und es ist es, das Luftwirbel des Taschenwegs um sich herum schwankt und erzeugt. Im stationären unteren Teil der Struktur befinden sich Elemente eines elektrischen Generators.

Der Aufbau ist so ausgelegt, dass der Aufbau bei einer Resonanzfrequenz erfolgt, die mit der Frequenz der Wirbel in der gebildeten Karman-Spur übereinstimmt. Der Wind wiegt also den oberen Teil der Windmühle unter Verwendung des Phänomens der mechanischen Resonanz. Und wenn eine solche Resonanz früher Brücken und andere Strukturen zerstörte, kann sie jetzt Strom erzeugen und zeigt ihr zerstörerisches Potenzial freundlicher.

Zunächst testeten die Spezialisten des Unternehmens erfolgreich 2-kW-Prototypen, die für Wind mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 7 m / s ausgelegt sind. 4-kW-Modelle sind für 3-15 m / s ausgelegt, sodass eine Skalierung auf mehrere Megawatt möglich ist. Die Hauptkomponenten zukünftiger Windparks der neuen Generatoren sind vertikale Vortex Bladeless-Generatoren mit einer Leistung von 1 MW und einer Höhe von 150 Metern, aus denen ein riesiges Kraftwerk mit der erforderlichen Kapazität zusammengebaut werden kann.

Die Entwickler legen natürlich nicht alle Feinheiten offen, aber etwas ist bekannt. An der Basis des beweglichen Teils befinden sich zwei Ringe abstoßender Magnete, so dass, wenn der Wind die Struktur in eine Richtung biegt, die Magnete in die andere Richtung ziehen und diese kleinen Druck- und Druckbewegungen nur zur Manifestation der kinetischen Energie beitragen, die während des kreisförmigen Schwankens des Turms auftritt, die dann auftritt mit einem Lineargenerator in elektrische Energie umgewandelt. Die Turmschwingungsfrequenz erreicht 20 Hz.

Die Forschung wurde lange fortgesetzt, und in verschiedenen Phasen wurde das Gerät kontinuierlich verbessert, mehr als 200 Modelle wurden hergestellt und jedes von ihnen wurde von Entwicklern in einem Windkanal getestet, damit die Mastgeometrie endlich so viel Windenergie wie möglich sammeln konnte und die Eigenfrequenz des Vortex-Mastes Bladeless könnte sich ändern, um sich an die Resonanz mit der Pocket-Spur anzupassen.