Bezkontaktu turbīnas - jauna veida vēja ģenerators

Alternatīvās enerģijas speciālisti jau sen ir izveidojuši stereotipu par to, kā vajadzētu izskatīties pareiziem un efektīviem vēja ģeneratoriem. Šis stāvoklis nemaz nepārsteidz, jo vēja ģeneratori katru gadu tiek būvēti visā pasaulē, un tās vienmēr ir milzīgas struktūras ar asmeņiem, līdzīgas milzu vējdzirnavām. Runājot par vēja ģeneratoriem bez vēdera, alternatīvo cilvēku attieksme pret viņiem parasti ir ļoti, ļoti skeptiska.

Neskatoties uz to, jauno risinājumu izstrādātāji nesteidzas apstāties savā aizrautībā. Un tā, 2015. gadā Spānijas uzņēmums Vortex Bladeless ierosināja jaunu versiju un gatavu risinājumu modeli, parādot, kā var sakārtot vēja ģeneratorus, kuru efektivitāte nav zemāka par tradicionālajām lāpstiņām, bet pārspēj tos gan drošības ziņā, gan ražošanas efektivitātes, gan iespēju ziņā. uzstādīšana.

Vortex Bladeless iepazīstināja ar pilnīgi jauna vēja ģeneratora modeli un darba izkārtojumu, pilnīgi atšķirībā no parastajām vējdzirnavām. Vējā negriežas asmeņi, un lielas rotējošās daļas vispār nav paredzētas.

Ģenerators nepavisam nav līdzīgs vējdzirnavām, drīzāk tas atgādina lielu beisbola nūju, vertikāli uzstādītu uz pildspalvas un šūpojas reibumā, kad uz to pūš vējš. Bet vējš ne vienmēr pūš brāzmās, kāds varētu iebilst, un kā tad šis gigantiskais nūja šūposies, vai tas vienkārši nolieksies un nekustēsies kā koks? Patiesībā viss ir pilnīgi nepareizi!

Princips, ka vertikāls vēja ģenerators bez asmeņiem virps vējā, nav saistīts ar vēja brāzmām. Princips ir pagriezt vertikālo ģeneratoru pa neredzamiem gaisa virpumiem, kas veidoti ķēdes formā aiz cilindriskiem priekšmetiem, izpūstas ar gāzi vai šķērsoja šķidrumu.

Šo parādību 1912. gadā izskaidroja amerikāņu fiziķis un aerodinamikas un aeronautikas speciālists Teodors fon Karmans. Un virpuļķēžu veidošanās parādība ap gāzi izpūstu vai pilnveidotu šķidrumu vertikālā ass tika nosaukta par godu zinātniekam “Karmana ceļš”. Šo parādību izstrādātāji lika kā pamatu unikālam vēja ģeneratoram bez asmeņiem.

Vortex vēja ģenerators ir uz pusi mazāks par ražošanas izmaksām nekā līdzīgas jaudas turbīna, un regulāras uzturēšanas izmaksas ir piecas reizes mazākas! Turklāt siltumnīcefekta gāzu daudzums ir par 40% mazāks, ģenerators darbojas klusāk un ir gandrīz pilnīgi drošs putniem un sikspārņiem.

Runājot par efektivitāti kopumā, vertikālos ģeneratorus bez asmeņiem var uzstādīt mazākā platībā un tādējādi saņemt vairāk elektrības nekā no tiem pašiem lāpstiņu vēja ģeneratoriem, kuriem nepieciešami milzīgi laukumi, lai turbīna varētu šūpoties. Šis faktors ir ārkārtīgi svarīgs lielu vēja ģeneratoru parku būvniecībā, un var uzstādīt vairākus vertikālus ģeneratorus, turklāt tuvu viens otram - spēkstacija izrādīsies kompakta.

Ne tikai tas, ka izstrādātāji pārbaudīja sistēmas aerodinamiku no diviem viņu vēja ģeneratoriem, kad viens stāvēja aiz otra, un izrādījās, ka tas, kas stāvēja aiz muguras, šūpojās vēl vairāk, jo tas atkal izmantoja virpuļus no pirmā.

Projekta autori ir pārliecināti, ka privātām mājsaimniecībām būs pietiekami daudz mini Mini vēja ģeneratoru, kuru augstums ir 12,5 metri ar nominālo jaudu 4 kW, un Gran modeļi, kas izstrādāti katrs ar 1 MW, veidos lielu vēja ģeneratoru parku bāzi.Pat sākotnējā izpētes posmā 2012. gadā Eiropas investori Vortex Bladeless investēja apmēram 1 000 000 eiro, un šai dienai projekts šķiet ļoti daudzsološs.

Strukturāli vējdzirnavas sastāv no divām daļām. Augšējai daļai ir nevienmērīga virsma, un tieši tā ap sevi rada un rada kabatas ceļa gaisa virpuļus. Stacionārā struktūras apakšējā daļā ir elektriskā ģeneratora elementi.

Iestatījums ir veidots tā, ka uzkrāšanās notiek rezonanses frekvencē, kas sakrīt ar virpuļu frekvenci izveidotajā Karmana trasē. Tātad vējš virza vējdzirnavu augšējo daļu, izmantojot mehāniskās rezonanses fenomenu. Un, ja agrāk šāda rezonanse iznīcināja tiltus un citas konstrukcijas, tagad tā varēs ražot elektrību, draudzīgāk parādot savu destruktīvo potenciālu.

Sākumā uzņēmuma speciālisti veiksmīgi pārbaudīja 2 kW prototipus, kas paredzēti vēja pūšanai ar ātrumu no 1,5 līdz 7 m / s; 4 kW modeļi ir izstrādāti ar ātrumu 3-15 m / s, tāpēc ir iespējama mērogošana līdz megavatu vienībām. Jaunu ģeneratoru nākotnes vēja ģeneratoru parku galvenās sastāvdaļas ir 1 V MW vertikāli ģeneratori Vortex Bladeless, 150 metru augstumā, no kuriem būs iespējams salikt milzīgu nepieciešamās jaudas spēkstaciju.

Izstrādātāji, protams, neatklāj visas smalkumus, bet kaut kas ir zināms. Kustīgās daļas pamatnē ir divi atgrūdošu magnētu gredzeni, tāpēc, kad vējš saliek konstrukciju vienā virzienā, magnēti velk otrā virzienā, un šīs mazās stumšanas un stumšanas kustības veicina kinētiskās enerģijas izpausmi, kas rodas no torņa apļveida šūpoles, kas pēc tam pārveidots elektriskajā enerģijā, izmantojot lineāro ģeneratoru. Torņa svārstību frekvence sasniedz 20 Hz.

Pētījumi turpinājās ilgu laiku, un dažādos posmos ierīce tika nepārtraukti pilnveidota, tika izgatavoti vairāk nekā 200 modeļi, un katru no tiem izstrādātāji pārbaudīja vēja tunelī, lai masta ģeometrija beidzot ļautu savākt pēc iespējas vairāk vēja enerģijas, un tā, lai virpuļa masta dabiskā frekvence Bladeless varētu mainīties, lai pielāgotos rezonansei ar Pocket dziesmu.