Američka kompanija Solar Aero Research kreirala je turbinu bez Fuller lopatica. Prema navodima kompanije, izum je kompaktan i jeftin - 1/3 jeftiniji od klasičnih vjetroturbina iste snage.

Vjetroturbina je bazirana na modificiranoj Tesla turbina(Tesla turbina), izumljena 1913. za proizvodnju energije iz pare ili komprimovanog zraka. Tesla turbina- To su mnogi tanki metalni diskovi razdvojeni malim prazninama. Protok radnog fluida ili gasa dolazi sa spoljne ivice diskova i prolazi kroz praznine do centra, uvijajući i zavlačeći same diskove zbog efekta graničnog sloja. U sredini protok izlazi kroz aksijalni otvor.

U vjetroturbini Fuller (Teslina turbina) diskovi su odvojeni odstojnicima u obliku krila - to poboljšava protok i stvara dodatni obrtni moment na osovini. Sama turbina je ugrađena u kutiju koja hvata zrak kako bi natjerala njegov protok na rotirajuće diskove.

I dok je sve češće vidjeti solarne panele na krovovima, stambene vjetroturbine su još uvijek prilično rijedak prizor. Ako tehnološka kompanija Arhimed iz Roterdama dokaže održivost svog...

I dok je sve češće vidjeti solarne panele na krovovima, stambene vjetroturbine su još uvijek prilično rijedak prizor. Ako tehnološka kompanija Archimedes sa sjedištem u Rotterdamu može dokazati održivost svog razvoja, krajolik domaćinstava će se uskoro možda promijeniti. Kompanija je 27. maja zvanično predstavila svoju Liam F1 Urbanu vjetroturbinu, za koju tvrdi da ima izlaznu snagu od 80 posto svog teoretskog maksimuma. Ovo je prilično hrabra izjava, s obzirom da većina komercijalnih vjetroturbina ima snagu koja u prosjeku iznosi između 25 i 50 posto tehnološkog maksimuma.

Turbina je teška 75 kilograma (165 funti), ima prečnik od 1,5 metara (5 stopa) i sigurno ne izgleda kao tipična vjetroturbina. Njegov oblik podsjeća na nautilus i vijčanu pumpu, koju je izumio starogrčki matematičar Arhimed iz Sirakuze.

Ovaj faktor oblika navodno rezultira minimalnom mehaničkom otpornošću, omogućavajući turbini da se slobodno i tiho okreće – buka iz lopatica je glavna prepreka za postavljanje turbina na krovove. Osim toga, turbina je dizajnirana tako da uvijek bude niz vjetar za maksimalne rezultate.

Uz obećanje da je turbina u stanju da postigne 80 posto Betzove granice zakona, Arhimed tvrdi da Liam F1 proizvodi u prosjeku 1.500 kilovat-sati energije godišnje, pri brzini vjetra od 5 m/s, što predstavlja polovinu potrebna snaga prosečnog domaćinstva. Nepotrebno je reći da će biti zanimljivo vidjeti što će neovisno testiranje reći o ovome. Kompanija kaže da je testirala Liam F1 više od 50 puta kako bi potvrdila njegovu efikasnost i da je već prodala 7.000 turbina u 14 zemalja.


Vjetroturbina će, prema riječima kreatora, postati znatno efikasnija od većine postojećih vjetroturbina

Međutim, Liam F1 Urban Wind Turbine će biti zvanično dostupna za prodaju tek od 1. jula. Međutim, cijene su već danas poznate - na službenoj web stranici kompanije nalazi se najava da će njihova cijena biti 3999 eura (oko 5450 dolara).


Urbana vjetroturbina Liam F1 u akciji

Pronalazak se odnosi na oblast obnovljive energije i može se koristiti za pretvaranje kinetičke energije strujanja vazduha u mehaničku i električnu energiju. Vjetroelektrana sa stalnim protokom zraka uključuje mnoštvo vjetroelektrana koje sadrže vjetroelektrane sa električnim generatorom, grijaćim elementom i aerotunelom. Kotači vjetra sa električnim generatorom smješteni su u podzemnim tunelima povezanim sa tornjem u kojem se nalaze plinski gorionici koji stvaraju konstantan protok zraka. Toranj je izrađen od polimernih materijala, opremljen rebrima za ukrućenje u obliku obruča i okačen na sajle od balona. Bubanj s lopaticama postavljen je na toranj na ušću aerotunela, ugrađen s mogućnošću rotacije i stvaranja vakuuma pod utjecajem horizontalnih strujanja zraka. Vjetroelektrana je pogodna za ugradnju na teško dostupna mjesta i pruža mogućnost neprekidne proizvodnje električne energije, kao i smanjenje utjecaja buke i vibracija na okoliš. 2 ill.

Crteži za RF patent 2504685

Pronalazak se odnosi na oblast obnovljive energije i može se koristiti za pretvaranje kinetičke energije strujanja vazduha u mehaničku i električnu energiju.

Relevantnost pronalaska.

Problem snabdijevanja stanovnika Zemlje energijom toliko je hitan da prisiljava vojno moćne zemlje da nasilno preraspodijele neobnovljive izvore energije za svoje potrebe. Inteligentno čovječanstvo nadoknađuje smanjenje mineralnih resursa traženjem alternativnih izvora energije.

Među brojnim alternativnim obnovljivim izvorima energije, energija vjetra je vrlo atraktivna.

Rezultati istraživanja američkih energetičara su impresivni, prema dobijenim podacima, čak i uzimajući u obzir sve greške i nisku efikasnost (pretvaranje kinetičke energije vjetra u mehaničku energiju na nivou od 39-42% i pretvaranje mehaničke energije u električne energije na nivou od 90-94%), vjetroelektrane mogu obezbijediti energiju cijeloj Zemlji.

Energija vjetra se razvija posebno brzim tempom od 25-30% godišnje. Do 2012. godine instalirani kapacitet vjetroelektrana u svijetu trebao bi se približiti 160 GW.

Prednosti i nedostaci energije vjetra.

Prednosti: Ekološki prihvatljiv oblik energije. Proizvodnja električne energije pomoću vjetroturbina nije praćena emisijom CO2 i drugih plinova. Vjetroelektrane zauzimaju malo prostora i lako se uklapaju u bilo koji krajolik, a također se savršeno kombiniraju s drugim vrstama ekonomskog korištenja teritorija.

Energija vjetra je, za razliku od fosilnih goriva, neiscrpna. Energija vjetra je najbolje rješenje za teško dostupna mjesta. Nedostaci: nestabilnost. Nestabilnost je u nemogućnosti dobijanja potrebne količine električne energije. Vjetrenjača radi kao jedrilica sve dok ima vjetra. Relativno mala izlazna snaga. Vjetrogeneratori su znatno inferiorniji u proizvodnji električne energije u odnosu na dizel generator, što dovodi do potrebe za ugradnjom nekoliko turbina odjednom. Osim toga, vjetroturbine su neefikasne pri vršnim opterećenjima. Visok trošak: Trošak elektrane koja proizvodi 1 megavat električne energije iznosi milion dolara.

Zagađenje bukom, buka koju proizvode vjetroturbine, može uzrokovati uznemiravanje kako divljim životinjama tako i ljudima koji žive u blizini.

Vjetrenjače izazivaju niskofrekventne vibracije koje utiču na zdravlje ljudi.

Glavni nedostatak ovih vjetroturbina je zastoj zbog nedostatka stalnog strujanja vjetra.

Nema vjetra - nema struje. Molim vas potrošite ono što ste akumulirali.

Postoji mnogo vjetroturbina s različitim dizajnom vjetroelektrana i vjetroagregata.

Dizajneri su uspješno otklonili neke od nedostataka vjetroturbina. Fuller Wind Turbina, vjetroturbina bez lopatica, bazirana je na malo modificiranoj Teslinoj turbini, izumljenoj 1913. godine.

Tesla turbina je skup mnogih tankih metalnih diskova razdvojenih malim prazninama. Protok radnog fluida ili gasa dolazi sa spoljne ivice diskova i prolazi kroz praznine do centra, uvijajući i zavlačeći same diskove zbog efekta graničnog sloja. U sredini, tok izlazi kroz aksijalni otvor.

Na visini, kao što je poznato, vetar duva jače nego na površini zemlje. Britanski arhitekti David Amold i Alexa Ratzlaff predlažu stvaranje posebnih nebodera, čija će glavna svrha biti stvaranje energije vjetra - strujanje vjetra treba ubrzati duž spiralnih rebara zgrade i dovesti do vjetroturbina smještenih na krovu nebodera. .

Projekt je zanimljiv, ali još nije rekreiran čak ni na modelima. Kako se protok zraka kreće, on bruji, mnoge vjetroturbine na krovu nebodera također stvaraju infrazvučne valove kada rade njihove lopatice, koji su opasni po ljudsko zdravlje. Kako živjeti u takvoj kući?

Ovaj projekat se može uzeti kao ideološka osnova našeg prototipa, kao pokušaj korišćenja stalno delujućih vazdušnih tokova na većim visinama, naravno, postavljanje vetroturbina na krovove stambenih objekata je veoma nepoželjno.

Poznata je termalna vrtložna elektrana koja sadrži cijev sa vrtložnim generatorom, vjetroelektrane postavljene na okomitu osovinu i električni generator. Elektrana je opremljena dodatnim vrtložnim generatorom, deflektorom i sistemom grijanja zraka. Točkovi vjetra su ugrađeni u cijev, a krila vjetrobranskih kotača se nalaze u zoni vrtložnog strujanja zraka. Velika prednost ovog izuma je stvaranje konstantnog protoka vazduha, koji će sprečiti zastoje vetrenjače.

Nedostaci su sljedeći.

Princip konvencionalne peći, u čiju je cijev ugrađen točak vjetra. Novina je da se radi povećanja potiska uzlazni tok zraka, koji nastaje zbog temperaturne razlike između dna i vrha cijevi, dovodi u vrtložno kretanje, što bi, prema autorima, trebalo značajno povećati snagu i brzinu. protoka vazduha.

Sumnjivo je da će vrtložno dinamičko kretanje strujanja zraka imati blagotvoran učinak na krila vjetroelektrana ili na lopatice vjetroturbine.

Na ovaj način nećete dobiti veći potisak na kratkom dijelu cijevi i zar se sva električna energija iz vjetrenjače neće koristiti za zagrijavanje zraka? I što je najvažnije, ako nema grijanja, onda nema vuče, što znači da će vjetrenjača biti u stanju mirovanja (ako se gorivo ne isporuči ili se poprave grijalice). Gorivo se može efikasnije koristiti u konvencionalnim električnim generatorima.

Ovaj izum smo prihvatili kao prototip.

Svrha predloženog pronalaska je povećanje efikasnosti vjetroelektrane sa konstantnim protokom zraka.

Da bi se stvorio konstantan protok vazduha u cevi, moraju biti ispunjena dva uslova:

Prisutnost temperaturnog gradijenta, atmosferskog tlaka ili gustoće zraka na krajevima cijevi;

Prisutnost istih gradijenata zraka unutar cijevi u odnosu na okolinu.

Gradijent atmosferskog pritiska na krajevima cevi može se povećati povećanjem njene dužine sa nekoliko stotina metara na nekoliko kilometara, sve do gornje granice troposfere od 10-18 km.

Da bi se povećao gradijent tlaka unutar cijevi, predlaže se ugradnja vjetrovnog bubnja sa lopaticama na ušću cijevi, u kojem, kada se rotira pod utjecajem horizontalnih strujanja zraka, prema Bernoullijevom zakonu dolazi do razrjeđivanja zraka, što stvara dodatni potisak.

Za zagrijavanje zraka unutar cijevi predlaže se korištenje plinskih gorionika postavljenih na tornju na ušću aerotunela.

Kako bi se smanjila buka i vibracije, predlaže se postavljanje vjetroelektrana u podzemne tunele.

Ovi prijedlozi bi trebali poboljšati efikasnost vjetroelektrane.

Predložena vjetroelektrana sa stalnim protokom zraka uključuje više vjetroelektrana koje sadrže vjetroelektrane s električnim generatorom, grijaćim elementom i aerotunelom,

karakterizirana time što se vjetrokola sa električnim generatorom nalaze u podzemnim tunelima povezanim sa tornjem u kojem su smješteni plinski gorionici. Na tornju na ušću aerotunela, napravljenom od polimernih materijala sa ukrućenjima u vidu obruča i okačenim na kablove do balona, ​​montiran je bubanj sa lopaticama, ugrađen sa mogućnošću rotacije i stvaranja vakuuma ispod uticaj horizontalnih strujanja vazduha.

Ako je konstrukcija bubnja uspješna i ima vjetra, potisak koji stvara u aerotunelu bit će dovoljan za rad elektrane i gorionici se neće morati uključivati, a njihov zajednički rad će povećati efikasnost vjetroturbina.

Vjetroturbine sa vjetroelektranama ili turbine koje su u skladu sa tehničkim i ekonomskim proračunima i ekološkom ekologijom mogu biti prihvatljive kao vjetroelektrane. Aerotunel sa ukrućenjima u obliku polimernih obruča okačen je na kablove na balon, koji se pomoću prizemnih automatskih uređaja za zatezanje sprečava da se pomera istim kablovima.

Pod utjecajem bočnih opterećenja vjetrom, polimerni rukav se može saviti, što neće utjecati na performanse vjetrenjače. aerotunel bi trebao imati dužinu od nekoliko stotina metara ili nekoliko kilometara, ovisno o tehničkim mogućnostima.

Unutar aerotunela dolazi do jakog strujanja zraka zbog zagrijavanja zraka plinskim gorionicima, pada tlaka na njegovim krajevima i ubrzanja strujanja kada se bubanj okreće. Očekuju se značajna opterećenja zidova aerotunela.

Od raznih polimera, plastika ojačana karbonskim vlaknima je najpogodnija u ekstremnim uvjetima. Punilo u ovim polimernim kompozitima su karbonska vlakna, koja se dobijaju od sintetičkih i prirodnih vlakana na bazi celuloze, akrilonitril kopolimera naftnog i katranskog smola itd.

Na bazi karbonskih vlakana i karbonske matrice, kreirani su kompozitni karbonsko-grafitni materijali koji mogu izdržati temperature do 3000 stepeni u inertnim ili redukcionim okruženjima dugo vremena. Plastika ojačana karbonskim vlaknima je vrlo lagana i, u isto vrijeme, izdržljiva materijala. Na primjer, polimer ove klase, nazvan "Hypol", ima sljedeće parametre: radnu temperaturu do 2000 stepeni, hemijsku inertnost na oksidirajuće sredine, ne gori, 1,5 puta je lakši od aluminijuma i veoma je izdržljiv. Zanimljiv je najnoviji razvoj ruskih naučnika - polimer CARAFFIN, koji ima posebna i egzotična svojstva. Za ovaj razvoj, ruski naučnici su 2010. dobili Nobelovu nagradu.

Cijevi od karbonskog grafita mogu postići čvrstoću 50 puta veću od čelika.

Ugljični tanki filmovi proizvedeni od ovih polimera mogu

koristiti kao zidovi unutrašnjeg aerotunela.

Od istih materijala mogu se izraditi rešetke i mrežice uređaja za filtriranje usisnog zraka.

Materijal za balone su najčešće elastomeri, tj. prirodne ili sintetičke gume. Guma ima sposobnost reverzibilnog istezanja do 900%. Isti materijali mogu se koristiti i za izradu kablova položenih duž zidova aerotunela, uz pomoć kojih se konstrukcija pričvršćuje na balone.

Donji dio tornja je napravljen u obliku difuzora koji komprimira protok zraka.

Naučna oprema (za ispitni period), senzori, video kamere, video i telemetrijski predajnici informacija fiksirani su na različitim nivoima aerotunela.

Slika 1 prikazuje bočni poprečni presjek vjetroelektrane; Sl.2 - pogled odozgo na elektranu,

1 - balon, 2 - gondola sa instrumentima, 3 - sajla, 4 - zatezač, 5 - aerotunel, 6 - bubanj sa lopaticama, 7 - nasip, 8 - dovod zraka sa filterom, 9 - vjetroelektrana (vjetroelektrane sa električni generator), 10 - tunel, 11 - difuzor, 12 - ukrućenja, 13 - plinski gorionici, 14 - toranj, 15 plinovod.

Napredak instalacionih radova.

Biraju mjesto neprikladno za industrijsku i poljoprivrednu upotrebu. Grade tunele sa usisnicima vazduha i toranj sa difuzorom. U tunele su postavljeni vjetrokotlovi sa elektrogeneratorima i ova konstrukcija je prekrivena zemljom. Na tornju je ugrađen bubanj sa lopaticama koje se okreću na kugličnim ležajevima.

Sastavljeni balon, namotaje sa polimernim filmom i lukove obruča, kao i zatezače sa namotanim kablom lako je transportovati do mjesta ugradnje.

Balon 1 se dovodi u radno stanje, na zatezne uređaje 4 je pričvršćena gondola 2, koja je opremljena kontrolno-mjernom opremom i polako se diže u zrak. Na zategnute sajle 3 pričvršćeni su dijelovi aerotunela 5 sa ukrućenjima 12 u obliku polimernih obruča. Kako cijev raste zbog spajanja njenih dijelova, balon se diže prema gore.

Paralelno sa ovim poslom, unutar zgrade trafostanice ugrađeni su kontroler, inverter, automatski prekidač, transformator i sučelje dalekovoda. Za automatsko praćenje i upravljanje trafostanice iz daljine ugrađena je stanica za nadzor tla i repetitor.

Električnom energijom iz generatora se preko kabla napaja kontroler, koji kontroliše čitav elektroenergetski sistem stanice. Zatim se energija transformiše i isporučuje preko interfejsa do dalekovoda nacionalne mreže.

Za napajanje uređaja same elektrane i obližnjih nadzornih uređaja koriste se inverter i prekidač za prijenos energije. ATS vam omogućava prebacivanje napajanja na objekat kada je vjetroelektrana zaustavljena (popravka, održavanje) na druge instalacije ili planine. kolo.

Budući da je elektrana automatska, svi njeni parametri i video posmatranja se prenose preko repetitora do tačke za prikupljanje podataka u regionalnoj planinskoj elektroenergetskoj mreži.

Predložena vjetroelektrana je jednostavna, a samim tim niska i ekonomski isplativa. Nepretenciozan je u odabiru lokacije - pogodan je iu teško dostupnim uvjetima. Ne boji se izostanka vjetra niti njegovih jakih naleta.

Vjetroelektrane skrivene u podzemnim tunelima ne stvaraju nepotrebne utjecaje buke i vibracija na okoliš i mogu raditi u blizini naseljenih mjesta. Uređaj je pogodan za održavanje samog aerotunela, dovoljno je povući balon na tlo pomoću zateznih uređaja.

Projektiranje vjetroelektrane ne podrazumijeva ograničenja dužine i promjera aerotunela, broja instaliranih vjetroelektrana, a time i njegove produktivnosti.

TVRDITI

Vjetroelektrana sa stalnim protokom zraka, uključujući više vjetroelektrana koje sadrže vjetroelektrane sa električnim generatorom, grijaći element i aerotunel, naznačena time što se vjetroelektrane sa električnim generatorom nalaze u podzemnim tunelima spojenim na toranj u kojem se nalaze plinski gorionici, na tornju u na ušću aerotunela, izrađen od polimernih materijala sa rebrima za ukrućenje u vidu obruča i okačen na kablove do balona, ​​montiran je bubanj sa lopaticama, ugrađen sa sposobnost rotacije i stvaranja vakuuma pod utjecajem horizontalnih strujanja zraka.