Ветроэнергетика прочно заняла свою нишу среди других способов производства электроэнергии. Доля произведенного промышленными ветрогенераторами электротока от общего количества потребляемой энергии, например, в Дании, составляет 36%. Возможности этого метода еще не изучены полностью, а обилие новых разработок, постоянно появляющихся и демонстрируемых конструкторами, говорит о перспективности этого направления.
Слишком заманчиво производить энергию из ветра, который достается совершенно бесплатно и в неограниченном количестве. Энергия есть, ее много, надо только суметь получить.
Ветряки необычных конструкций
Согласно расчетным данным, максимально возможный КПД ветрогенератора составляет 59,3%. Причина этого кроется в особенностях конструкции ветряков и в большом количестве потерь на трение, передачу вращения и прочих тонких эффектах, в сумме отбирающих половину (а то и больше) эффективности устройств. Ограниченные возможности существующих ныне ветрогенераторов стали причиной активного поиска более удачных конструкций, работающих на иных принципах и способных к более интенсивному приему энергии ветра.
Наиболее привлекательна идея отказаться от привычных лопастей и пойти по пути использования более простых конструкций. Это позволит снизить расходы на производство и обслуживание, увеличит срок службы, снизит уровень шума и опасность для птиц и животных. Разработки, уже имеющиеся в этом направлении, сулят большие перспективы в случае их широкого распространения.
Ветрогенератор без лопастей
Безлопастные ветрогенераторы разрабатываются уже довольно давно, но дальше предложенных проектов пока дело не заходило. Наконец, испанская компания Vortex представила полноценную рабочую конструкцию ветротурбины, полностью лишенной лопастей.
Вариант, предложенный Vortex, вызвал немалый интерес среди представителей научных и деловых кругов. Учитывая скептицизм, который принято испытывать по отношению к различным «непонятным» конструкциям, подобное отношение наглядно демонстрирует наличие проблемы и существование серьезной заинтересованности в ее решении.
Существуют и другие безлопастные конструкции, например, парусные ветряки, не имеющие вращающихся частей, а использующие силу давления ветра на сплошное полотно. Поток, взаимодействующий с парусом, используется полностью, но велики потери при передаче энергии на систему поршней, от которых приводится во вращение генератор. Кроме того, сильный порыв ветра создает большую нагрузку на полотно, что создает угрозу разрушения или опрокидывания мачты с ветряком.
Все имеющиеся до сего времени варианты конструкции безлопастных ветрогенераторов имели общий недостаток — они использовали для производства энергии обычные тихоходные генераторы, нуждающиеся во вращении. Поэтому любая разработка имела один и тот же проблемный узел — участок преобразования полученной энергии во вращательное движение.
Специалисты Vortex, похоже, нащупали способ решения проблемы, отказавшись от традиционных генераторов.
Как устроены безлопастные ветряки?
Конструкция, которую вынесли на суд общественности инженеры Vortex, по их заверениям, имеет большую эффективность, экономичность, экологическую чистоту. Внешне устройство выглядит необычно и несколько футуристически — ветряк представляет собой вытянутый конус, установленный на вершину.
Определить на вид предназначение такого сооружения невозможно, если заранее не иметь о нем никакого представления. При работе никакого вращения нет, устройство лишь слегка раскачивается под действием ветра. Компания планирует начинать массовое производство с небольших моделей, имеющих вес 10 кг, высоту 3 м и развивающих мощность 100 Вт. Параллельно разработана более солидная установка на 4 кВт, имеющая 13 м высоты и вес 100 кг.
В ближайшее время предстоит тестовый запуск станции из 100 столбов, которые будут обеспечивать электроэнергией 300 частных домов в Шотландии. В планах компании проект создания мегаваттной установки, способной обеспечивать энергией серьезные количества потребителей в масштабе больших городов, крупных промышленных предприятий. Проект получил широкую поддержку экологических организаций и общественных движений.
Принцип работы
Действие генератора основано на образовании воздушных завихрений, которые создаются при обтекании потоками ветра цилиндрических препятствий. Конусообразная форма устройства способствует раскачиванию, чувствительность к нарушению равновесия является важным показателем работы ветряка.
Образующиеся вихри создают достаточно сильную вибрацию, приводящую в движение всю конструкцию столба, на изменение положения реагируют чувствительные магниты, создающие сильное поле. Эффект образования завихрений, создающих цепочки возмущений потока, известен уже более 100 лет. Он впервые описан и рассчитан Теодором фон Карманом в 1912 году, но на пользу его никто не пытался обратить.
Воздушные завихрения, использованные в основе конструкции, до сих пор считались вредными паразитными проявлениями. Их влияние способно к серьезным воздействиям на конструкцию, что наглядно продемонстрировал мост Такома-Нарроуз в Америке, который разрушился из-за таких колебаний. Подобных примеров, приведших к сильной раскачке мостовых конструкций, можно привести достаточно много. Ветрогенератор, предложенный компанией Vortex, является первой попыткой направить эти силы на пользу.
Испытания, проведенные специалистами, показали, что наилучшие показатели достигаются при использовании нескольких установок, расположенных неподалеку друг от друга. Колебания, инициированные первым столбом, улавливаются второй конструкцией, усиливаются и направляются дальше — нарастающей. Такая способность натолкнула конструкторов на мысль о необходимости использовать не отдельные устройства, а комплекты, дающие сильный эффект, производящие большее количество энергии.
Ветрогенераторы будущего
Усиленные исследования в области безлопастных конструкций дают основания предполагать рост производства подобных изделий. Существующие уже сегодня разработки сулят большие перспективы этому направлению, поскольку экономичность и эффективность таких моделей даже на стадии макетирования намного превышают показатели сегодняшних промышленных образцов.
Исследователи, конструкторы не хотят мириться с недоступностью дармовой, неисчерпаемой энергии ветра, использование которой позволяет отказаться от опасных или вредных для окружающей природы атомных или гидроэлектростанций.
Возможности ветрогенераторов пока не могут полностью решить проблему, но, по мере появления более успешных разработок, неминуемо начнут понемногу занимать место отработавших свой срок службы нынешних энергетических гигантов. Такой процесс будет плавным, резкого перехода не будет, поэтому каких-либо неудобств или потерь никто не почувствует.
Создание бесшумных, не имеющих вращающихся частей установок значительно снизит их себестоимость, что отразится на цене конечного продукта — электроэнергии, увеличит ее доступность, позволит всем без исключения пользоваться энергией ветра.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
Слушай, у меня сосед как-то поставил безлопастный ветряк, так он просто жжет! Никакого визга, еле заметен, а электричества приносит столько, что смартфоны можно заряжать на раз-два! Будущее, однозначно! Как же круто видеть, как технологии меняют жизнь!
Недавно читал про безлопастные ветрогенераторы — это реально круто! Представляешь, как ветер нежно крутит, а не бьёт лопастями? У друга такой стоит, и он теперь экономит на электричестве! Очень хочется тоже попробовать, давай дружно в будущее, ребята!
Согласен на все 100! У меня тоже соседи ставили такие штуки, у них даже свет в гараже весь вечер горит. Никакого звука — все тихо, как будто ты в сказке живёшь! Это реально шаг вперед! Технологии делают жизнь проще и интереснее.
Да, у меня был похожий случай! У знакомого тоже безлопастный ветряк стоит — он реально тихий и мощный! Мы с ними делали вечеринку, так дачники от соседства завидовали, а у нас зарядка шла без проблем. Технологии просто бомба, такие штуки реально спасают!
Эй, ты прав! У меня тоже соседи установили эти чудные штуки. Я к ним заглянул, и реально, как в сказке! Несколько раз сам задумался над установкой. Технологии реально упрощают быт. Жду, когда у нас такой же стиль появится!
Согласен! А у меня раньше соседи по ночам громко музыку включали, хоть проводи! А сейчас у них умные лампочки — свет сами выключают по времени. Прям мечта! Технологии реально творят чудеса, стало так спокойно жить. Настоящий кайф, когда шум в прошлом!
Точно, братан! У меня тоже соседи такие с умными лампочками. Один раз пришёл к ним — как в космосе, всё мигает, даже музыка из унутри льётся. Здорово, что технологии позволяют так кайфовать, а не тратить время на старую хламиду! Согласен, шагнули далеко!
Согласен, безлопастные ветряки – это реально находка! У меня знакомый тоже поставил, так у него счётчики поехали назад. Ветер мягко крутит, а не как у старых моделей. Давай смотри, как можно замутить — нам всем в будущем пригодится!
Да, читал про безлопастные ветряки, круто, что знакомый уже подключился! У меня бывший сосед тоже установил, и реально счета уменьшились. Главное, чтобы ветер дул, а не просто свистел! Давай brainstorm вместе, может, найдем у кого-то крутую идею!
Понял о чем ты! У меня тоже знакомый завёл безлопастный ветряк – у него свету теперь хватает, даже на зиму. Такие штуки реально рулез! Подумай, как это можно развить: может, совместно накинем идеи, у кого как стационарные и мобильные варианты повыбирать? Давай обсуждать!
Абсолютно согласен! А у меня соседи недавно установили умную систему освещения — так там вообще прикол! Можно на дистанционке включать, даже когда сам не дома. Вечером светит, как в шоу, а звука нет — реально кайф! Технологии и правда апгрейдят наш быт!
О, круто, что у знакомого получилось! У меня тоже был опыт с солнечными панелями – зимой на даче автономно вообще не светило, но весной прям радость! Давай замутим что-то интересное, обменяемся идеями – мобильные варианты точно добавят веселья! Жду твоих мыслей!
Здорово, что есть опыт с ветряками! У меня знакомый поставил такой на даче и теперь не парится с коммуналкой. Общие идеи — всегда круто! Мысли о совмещении стационарных и мобильных решений звучат классно, давай соберем фидбек и шевелим мозгами!