5 proiecte neobișnuite de generatoare eoliene

Energia eoliană se dezvoltă activ în întreaga lume și nu este un secret pentru nimeni că aceasta este una dintre cele mai promițătoare zone de energie alternativă în acest moment. Până la jumătatea anului 2014, capacitatea totală a tuturor generatoarelor eoliene instalate din lume era de 336 gigawati, iar cel mai mare și mai puternic generator eolian Vestas-164 cu trei palete vertical a fost instalat și lansat la începutul anului 2014 în Danemarca. Puterea sa atinge 8 megawati, iar lungimea lamelor este de 164 metri.

În ciuda tehnologiei îndelungate de fabricare a turbinelor cu palete și a morilor de vânt în general, mulți entuziaști încearcă să îmbunătățească tehnologia, să crească eficiența acesteia și să reducă factorii negativi.

După cum se știe, coeficientul de utilizare a energiei fluxului eolian generatoare eoliene tradiționale în cel mai bun caz, ajunge la 30%, sunt destul de zgomotoase și supără echilibrul natural de căldură al teritoriilor înconjurătoare, crescând temperatura stratului de aer de suprafață noaptea. De asemenea, sunt foarte periculoase pentru păsări și ocupă suprafețe mari.

Ce alternative există? De fapt, munca inventatorilor moderni nu cunoaște limite și au fost inventate multe alternative diferite.

Să analizăm cele mai neobișnuite 5 dintre cele mai neobișnuite modele alternative ale industriei pentru turbine eoliene.

Din 2010, compania americană Altaeros Energies, cu sediul la Massachusetts Research Institute, dezvoltă o nouă generație de generatoare eoliene. Un nou tip de generator eolian este proiectat să funcționeze la înălțimi de până la 600 de metri, unde generatoarele eoliene obișnuite pur și simplu nu pot fi obținute. Este la altitudini atât de mari încât vânturile cele mai puternice suflă constant, care sunt de 5-8 ori mai puternice decât vânturile de lângă suprafața pământului.

Generatorul este o structură gonflabilă, similară cu o aeronavă umflată cu heliu, în care o axă orizontală este instalată o turbină cu trei lame. Un astfel de generator eolian a fost lansat în 2014, în Alaska, la o înălțime de aproximativ 300 de metri pentru testarea timp de 18 luni.

Dezvoltatorii susțin că această tehnologie va produce energie electrică în valoare de 18 cenți pe kilowatt pe oră, ceea ce reprezintă jumătate din prețul costului obișnuit al energiei eoliene în Alaska. În viitor, astfel de generatoare pot fi în măsură să înlocuiască centralele diesel, precum și să găsească aplicații în zonele cu probleme.

În viitor, acest dispozitiv va fi nu numai un generator de energie electrică, ci și o parte a unei stații meteo și un mijloc convenabil de a furniza internetul în teritorii departe de infrastructura corespunzătoare.

După instalare, un astfel de sistem nu necesită prezența personalului, nu ocupă o suprafață mare și este aproape tăcut. Poate fi controlat de la distanță și necesită întreținere o singură dată la 1-1,5 ani.

O altă decizie interesantă de a crea un design neobișnuit al unui parc eolian este implementată în Emiratele Arabe Unite. Nu departe de Abu Dhabi, se construiește orașul Madsar, în care intenționează să construiască un parc eolian destul de neobișnuit, numit de dezvoltatorii „Windstalk”.

Fondatorul Atelier ADN, o companie de proiectare din New York care dezvoltă designul pentru acest proiect, a spus că ideea principală a fost să găsească un model cinetic în natură, care să poată servi la generarea de energie electrică și un astfel de model a fost găsit. 1203 tulpini din fibră de carbon, fiecare cu o înălțime de aproximativ 55 de metri, cu baze de beton lățime de 20 de metri, vor fi instalate la 10 metri una de alta.

Tulpinile vor fi întărite cu cauciuc și vor avea o lățime de aproximativ 30 cm la bază, și vor fi de până la 5 centimetri în vârf.Fiecare tulpină va conține straturi alternative de electrozi și discuri ceramice realizate dintr-un material piezoelectric care generează un curent electric atunci când este supus presiunii.

Când tulpinile se vor balansa în vânt, discurile se vor micșora, generând curent electric. Fără zgomot din palele turbinelor eoliene, fără victime printre păsări, nimic altceva decât vântul.

Ideea a apărut prin observarea stufelor care se învârteau în mlaștină.

Proiectul Windstalk de la Atelier DNA a câștigat locul doi în competiția Land Art Generator sponsorizată de Madsar pentru a selecta cele mai bune opere de artă internaționale pentru a genera energie din surse regenerabile.

Suprafața ocupată de această stație eoliană neobișnuită va acoperi 2,6 hectare, iar din punct de vedere al puterii va corespunde unui generator eolian convențional, ocupând o suprafață similară. Sistemul este eficient datorită absenței pierderilor de frecare inerente sistemelor mecanice tradiționale.

La baza fiecărei tije se va afla un generator care transformă cuplul din tulpină folosind un amortizor și un sistem de cilindri, similar cu sistemul Levant Power dezvoltat la Cambridge, Massachusetts.

Deoarece vântul nu este constant, se va aplica un sistem de stocare a energiei, astfel încât energia acumulată să poată fi cheltuită chiar și atunci când nu există vânt, explicați angajații care lucrează la proiect.

În partea de sus a fiecărei tulpini, va fi instalată o lumină LED, a cărei luminozitate va depinde direct de puterea vântului și de cantitatea de electricitate generată în prezent.

Windstalk va funcționa pe o pericolă haotică, care vă permite să așezați elementele mult mai aproape unul de altul decât este posibil cu turbinele eoliene convenționale de tip lamă.

Un proiect similar Wavestalk este dezvoltat pentru a converti energia curenților și valurilor oceanice, unde un sistem similar va fi cu susul în jos sub apă.

Proiectul, dezvoltat de Saphon Energy din Tunisia, precum și Windstalk, este un generator eolian fără cusur, dar de data aceasta dispozitivul are un design tip sail.

Acest generator tăcut, asemănător cu o antenă de satelit în formă, a fost numit Saphonian. Nu are părți rotative și este complet sigur pentru păsări. Ecranul generatorului face mișcare înainte și înapoi sub influența vântului, creând oscilații în sistemul hidraulic.

Scopul proiectului este îmbunătățirea performanței generatoarelor eoliene în ceea ce privește utilizarea debitului eolian. Vântul literalmente se folosește de o navigatie, care face mișcări înainte și înapoi sub acțiunea sa, în timp ce nu există lame, rotor, viteze. Această interacțiune vă permite să convertiți mai multă energie cinetică în energie mecanică folosind pistoane.

Energia poate fi acumulată în acumulatori hidraulici, sau transformată în energie electrică cu ajutorul unui generator, sau un mecanism poate fi transformat în rotație cu ajutorul acestuia. Dacă generatoarele eoliene obișnuite au o eficiență de 30%, atunci acest generator tip navigant dă toate cele 80%. Eficiența sa depășește de 2,3 ori morile de vânt de tip lame.

Din cauza lipsei de componente costisitoare, cum este cazul unei turbine eoliene (lame, butuci, cutii de viteze), în cazul Saphonian, costurile echipamentelor sunt reduse la 45%.

Forma aerodinamică a Saphonianului are avantajul că curenții de vânt turbulenți au un efect redus asupra corpului velei, iar forța aerodinamică nu crește decât. Din cauza turbulenței, turbinele eoliene nu sunt utilizate în zonele urbane, iar Saphonian poate fi folosit și acolo. În plus, factorii acustici și de vibrație nocivi sunt minimizați. Saphon Energy a primit premiul KPMG pentru inovație.

O altă abordare foarte revoluționară a utilizării energiei eoliene a fost implementată în 2008 de un inventator - un entuziast din California.Generatoare mari de vânt pentru orașele mici au dimensiunea unei clădiri cu 30 de etaje, iar lamele lor ating dimensiunea aripilor unui Boeing 747.

Aceste generatoare gigant cu siguranță produc multă energie, dar producția, transportul și instalarea unor astfel de sisteme sunt complexe și costisitoare. În ciuda acestui fapt, industria crește cu peste 40 la sută în fiecare an. La asta s-a gândit Dag Selsam din California, înainte de a-și fixa obiectivul ambițios. El a decis că este realist să obții mai multă energie folosind mai puține materiale.

Instalând o duzină sau câteva zeci de rotori mici pe un arbore conectat la un generator, Doug, în final, și-a atins obiectivul. El a conectat un capăt al arborelui lung la generator și a lansat celălalt capăt în înălțimea baloanelor cu heliu. Sistemul a funcționat așa cum era de așteptat.

În manualele, Doug a citit că o turbină cu un singur rotor este suficientă pentru a obține maximul, dar Doug are îndoieli. S-a gândit altfel: cu cât sunt mai multe rotori, cu atât mai multă energie eoliană este disponibilă pentru utilizare.

Dacă fiecare rotor este situat în unghiul drept, fiecare rotor va primi propriul său vânt, iar acest lucru va crește eficiența de generare.

Desigur, acest lucru complică fizica, deoarece acum era necesar să vă asigurați că fiecare rotor își prinde propriul flux, și nu doar fluxul din rotorul din apropiere. A fost necesar să se afle unghiul optim pentru arbore în raport cu vântul și distanța ideală între rotoare. Și, în final, câștigul a fost obținut folosind mai puțin material.

În 2003, inventatorul a primit o subvenție de 75.000 USD din partea Comisiei Energetice din California pentru a dezvolta o turbină de 3.000 de wati cu șapte rotoare. Sarcina a fost rezolvată cu succes, iar Dag Selsam a vândut deja mai mult de 20 din turbinele sale cu un rotor dublu cu 2000 W, mai multor proprietari de case. El a construit aceste dispozitive în garajul său.

Ideea lui Doug a fost una dintre puținele idei care au de fapt toate șansele să obțină mare succes în lumea comercială. Selsam spune că două rotoare sunt doar începutul. Probabil că, într-o zi, își va vedea turbinele cu mai multe rotori cu mile lungi peste cer.

"Putem merge mai departe și să facem turbine mult mai puternice folosind această tehnologie, aceasta va depăși cele mai sălbatice fantezii ale General Electric", spune inventatorul.

Archimedes, cu sediul la Rotterdam, Țările de Jos, a creat un concept propriu de turbine eoliene neobișnuite care pot fi instalate direct pe acoperișurile clădirilor rezidențiale.

Potrivit autorilor proiectului, un proiect eficient de zgomot redus poate furniza o casă mică cu energie electrică și un complex de astfel de generatoare, care lucrează împreună cu panouri solare standard, capabil să reducă complet la zero dependența unei clădiri mari de sursele externe de electricitate. Noile turbine eoliene se numesc Liam F1.

Pe orice perete sau acoperiș al unei clădiri rezidențiale se poate instala o turbină mică cu un diametru de 1,5 metri și o greutate de aproximativ 100 de kilograme. De obicei, înălțimea acoperișurilor terasate este de 10 metri, iar vântul în țară este aproape întotdeauna de sud-vest. Aceste condiții sunt suficiente pentru a plasa corect turbina pe acoperiș și pentru a utiliza eficient energia eoliană.

Două probleme ale generatoarelor eoliene convenționale sunt rezolvate aici: zgomotul turbinelor cu lame convenționale și costul ridicat al instalării echipamentelor voluminoase. În generatoarele eoliene convenționale, costurile de instalare adesea nu plătesc. Nivelul de zgomot al turbinei Liam este de aproximativ 45 dB, iar acest lucru este chiar mai silențios decât zgomotul ploii (sunetul ploii în pădure este de 50dB).

În formă asemănătoare cu o cochilie a unui melc, turbina, asemenea unei palete meteorologice, se transformă în vânt, captând fluxul de aer, reducându-și viteza și schimbând direcția. Directorul companiei Marinus Miremeta susține că eficiența unei turbine inovatoare atinge 80% din eficiența maximă disponibilă teoretic în energia eoliană. Și acest lucru este deja destul.

În Olanda, familia medie consumă 3300 kWh de energie electrică pe an.Potrivit dezvoltatorilor, jumătate din această energie poate fi furnizată de o turbină Liam F1 la o viteză a vântului de cel puțin 4,5 m / s.

Trei astfel de turbine pot fi amplasate la vârfurile triunghiului de pe acoperișul casei, apoi fiecare dintre turbine va fi prevăzută cu vânt și nu vor interfera între ele, ci dimpotrivă, se vor ajuta reciproc.

Dacă vorbim despre instalarea într-un oraș în care există fluxuri turbulente, producătorul sugerează ridicarea ușoară a generatoarelor eoliene instalate pe acoperișurile orașului, atașându-le la stâlpi, astfel încât pereții caselor vecine să nu interfereze cu fluxurile de vânt.

Costul estimat al noii turbine cu instalația este de 3999 euro. Deoarece dispozitivul are o dimensiune mai mare de un metru, este posibil să fie necesară o licență specială pentru utilizarea sa, prin urmare, în cazul cel mai extrem, compania produce și turbine mini-Liam cu un diametru de 0,75 metri.

Producătorii intenționează să își folosească turbinele nu numai pentru alimentarea cu energie a clădirilor rezidențiale și industriale, ci și pentru alimentarea cu energie a navelor marine.

După cum puteți vedea, există o mulțime de alternative interesante de la producătorii de generatoare eoliene.