Kompania amerikane Solar Aero Research ka krijuar një turbinë pa tehe Fuller. Sipas kompanisë, shpikja është kompakte dhe me kosto të ulët - 1/3 më e lirë se turbinat klasike të erës me të njëjtën fuqi.

Turbina me erë bazohet në një modifikim Turbina Tesla(Turbina Tesla), e shpikur në 1913 për të gjeneruar energji nga avulli ose ajri i kompresuar. Turbina Tesla- Këto janë shumë disqe të hollë metalikë të ndarë nga boshllëqe të vogla. Rrjedha e lëngut ose gazit të punës vjen nga skaji i jashtëm i disqeve dhe kalon përmes boshllëqeve në qendër, duke përdredhur dhe tërhequr vetë disqet për shkak të efektit të shtresës kufitare. Në qendër rrjedha del përmes një vrime boshtore.

Në Turbinën e Erës Fuller (Turbina Tesla) disqet ndahen nga ndarës në formë krahu - kjo përmirëson rrjedhën dhe krijon çift rrotullues shtesë në bosht. Vetë turbina është instaluar në një kuti që kap ajrin për të detyruar rrjedhjen e tij në disqet rrotulluese.

Dhe ndërsa po bëhet gjithnjë e më e zakonshme të shohësh panele diellore në çati, turbinat me erë të banimit janë ende një pamje mjaft e rrallë. Nëse kompania e teknologjisë me bazë në Roterdam, The Archimedes mund të provojë qëndrueshmërinë e saj...

Dhe ndërsa po bëhet gjithnjë e më e zakonshme të shohësh panele diellore në çati, turbinat me erë të banimit janë ende një pamje mjaft e rrallë. Nëse kompania e teknologjisë me bazë në Roterdam, The Archimedes mund të provojë qëndrueshmërinë e zhvillimit të saj, peizazhi i familjes së shpejti mund të ndryshojë. Më 27 maj, kompania prezantoi zyrtarisht turbinën e saj me erë Liam F1 Urban, e cila pretendon se ka një fuqi dalëse prej 80 përqind të maksimumit të saj teorik. Kjo është një deklaratë mjaft e guximshme, duke marrë parasysh se shumica e turbinave me erë komerciale kanë fuqi që mesatarisht është midis 25 dhe 50 përqind të maksimumit të teknologjisë.

Turbina peshon 75 kg (165 paund), ka një diametër prej 1.5 metrash (5 këmbë) dhe sigurisht nuk duket si një turbinë tipike me erë. Forma e saj ngjan me një nautilus dhe një pompë me vidë, të shpikur nga matematikani i lashtë grek Arkimedi i Sirakuzës.

Ky faktor forme thuhet se rezulton në rezistencë minimale mekanike, duke lejuar që turbina të rrotullohet lirshëm dhe në heshtje - zhurma nga tehet është pengesa kryesore për instalimin e turbinave në çati. Përveç kësaj, turbina është projektuar që të jetë gjithmonë në drejtim të erës për rezultate maksimale.

Së bashku me premtimin e saj se turbina është në gjendje të arrijë 80 përqind të kufirit ligjor të Betz-it, Arkimedi pretendon se Liam F1 gjeneron mesatarisht 1500 kilovat-orë energji në vit, me një shpejtësi të erës prej 5 m/s, që përfaqëson gjysmën. fuqia e nevojshme familjare mesatare. Eshtë e panevojshme të thuhet, do të jetë interesante të shihet se çfarë ka për të thënë testimi i pavarur për këtë. Kompania thotë se ka testuar Liam F1 më shumë se 50 herë për të konfirmuar efektivitetin e tij dhe ka shitur tashmë 7,000 turbina në 14 vende.


Turbina me erë, sipas krijuesve, do të bëhet dukshëm më efikase se shumica e turbinave me erë ekzistuese

Sidoqoftë, turbina me erë Urban Liam F1 do të jetë zyrtarisht e disponueshme për shitje vetëm nga 1 korriku. Megjithatë, çmimet tashmë dihen sot – në faqen zyrtare të kompanisë ka një njoftim se kostoja e tyre do të jetë 3999 € (rreth 5450 dollarë).


Turbina me erë Urban Liam F1 në veprim

Shpikja ka të bëjë me fushën e energjisë së rinovueshme dhe mund të përdoret për të shndërruar energjinë kinetike të një rryme ajri në energji mekanike dhe elektrike. Një termocentral i erës me rrjedhje konstante ajri përfshin një mori njësish të energjisë së erës që përmbajnë rrota ere me një gjenerator elektrik, një element ngrohjeje dhe një tunel ere. Rrotat e erës me një gjenerator elektrik janë të vendosura në tunele nëntokësore të lidhura me një kullë që përmban ndezës gazi që krijojnë një rrjedhë konstante ajri. Kulla është prej materialesh polimer, e pajisur me brinjë ngurtësuese në formë rrathësh dhe e varur në kabllo nga tullumbace. Një daulle me tehe është montuar në kullë në grykën e tunelit të erës, i instaluar me aftësinë për të rrotulluar dhe krijuar një vakum nën ndikimin e rrjedhave horizontale të ajrit. Termocentrali i erës është i përshtatshëm për instalim në vende të vështira për t'u arritur dhe ofron mundësinë e prodhimit të pandërprerë të energjisë, si dhe reduktimin e ndikimeve të zhurmës dhe dridhjeve në mjedis. 2 i sëmurë.

Vizatime për patentën RF 2504685

Shpikja ka të bëjë me fushën e energjisë së rinovueshme dhe mund të përdoret për të shndërruar energjinë kinetike të një rryme ajri në energji mekanike dhe elektrike.

Rëndësia e shpikjes.

Problemi i sigurimit të energjisë për banorët e Tokës është aq urgjent sa i detyron vendet e fuqishme ushtarakisht të rishpërndajnë me forcë burimet e energjisë jo të rinovueshme për qëllimet e tyre. Njerëzimi inteligjent kompenson uljen e burimeve minerale duke kërkuar burime alternative të energjisë.

Ndër burimet e shumta alternative të energjisë së rinovueshme, energjia e erës është shumë tërheqëse.

Rezultatet e hulumtimit të inxhinierëve amerikanë të energjisë janë mbresëlënëse, sipas të dhënave të marra, madje duke marrë parasysh të gjitha gabimet dhe efikasitetin e ulët (shndërrimi i energjisë kinetike të erës në energji mekanike në nivelin 39-42% dhe shndërrimi i energjisë mekanike në energji elektrike në nivelin 90-94%), termocentralet e erës mund të sigurojnë energji për të gjithë Tokën.

Energjia e erës po zhvillohet me një ritëm veçanërisht të shpejtë prej 25-30% në vit. Deri në vitin 2012, kapaciteti i instaluar i termocentraleve të erës në botë duhet të arrijë në 160 GW.

Avantazhet dhe disavantazhet e energjisë së erës.

Përparësitë: Forma miqësore me mjedisin e energjisë. Prodhimi i energjisë elektrike duke përdorur turbinat e erës nuk shoqërohet nga emetimet e CO2 dhe gazrave të tjerë. Termocentralet me erë zënë pak hapësirë ​​dhe përshtaten lehtësisht në çdo peizazh, dhe gjithashtu kombinohen në mënyrë të përkryer me llojet e tjera të përdorimit ekonomik të territoreve.

Energjia e erës, ndryshe nga lëndët djegëse fosile, është e pashtershme. Energjia e erës është zgjidhja më e mirë për vendet e vështira për t'u arritur. Disavantazhet: paqëndrueshmëria. Paqëndrueshmëria qëndron në pamundësinë për të marrë sasinë e nevojshme të energjisë elektrike. Një mulli me erë funksionon si një varkë me vela për sa kohë që ka erë. Prodhimi relativisht i ulët i fuqisë. Gjeneratorët e erës janë dukshëm inferiorë në prodhimin e energjisë elektrike ndaj një gjeneratori me naftë, gjë që çon në nevojën për të instaluar disa turbina menjëherë. Përveç kësaj, turbinat me erë janë joefikase në ngarkesat e pikut. Kostoja e lartë: Kostoja e një impianti që prodhon 1 megavat energji elektrike është 1 milion dollarë.

Ndotja akustike, zhurma e prodhuar nga turbinat e erës, mund të shkaktojë shqetësim si për kafshët e egra ashtu edhe për njerëzit që jetojnë aty pranë.

Mullinjtë e erës shkaktojnë dridhje me frekuencë të ulët që ndikojnë në shëndetin e njeriut.

Disavantazhi kryesor i këtyre turbinave me erë është koha e ndërprerjes për shkak të mungesës së një rryme konstante të erës.

Pa erë - pa energji elektrike. Ju lutemi shpenzoni atë që keni grumbulluar.

Ka shumë turbina me erë me dizajne të ndryshme të rrotave të erës dhe turbinave me erë.

Projektuesit kanë eliminuar me sukses disa nga mangësitë e turbinave me erë. Turbina me erë Fuller, një turbinë ere pa tehe, bazohet në një turbinë Tesla pak të modifikuar, e shpikur në 1913.

Një turbinë Tesla është një koleksion i shumë disqeve metalike të hollë të ndara nga boshllëqe të vogla. Rrjedha e lëngut ose gazit të punës vjen nga skaji i jashtëm i disqeve dhe kalon përmes boshllëqeve në qendër, duke përdredhur dhe tërhequr vetë disqet për shkak të efektit të shtresës kufitare. Në qendër, rrjedha del përmes vrimës aksiale.

Në lartësi, siç dihet, era fryn më e fortë se në sipërfaqen e tokës. Arkitektët britanikë David Amold dhe Alexa Ratzlaff propozojnë krijimin e rrokaqiejve të veçantë, qëllimi kryesor i të cilave do të jetë gjenerimi i energjisë së erës - rrjedha e erës duhet të përshpejtohet përgjatë brinjëve spirale të ndërtesës dhe të furnizohet me turbinat me erë të vendosura në çatinë e rrokaqiellit. .

Projekti është interesant, por ende nuk është rikrijuar as në modele. Ndërsa rryma e ajrit lëviz, shumë turbina me erë në çatinë e një rrokaqiell gjenerojnë gjithashtu valë infrasonike kur fletët e tyre funksionojnë, të cilat janë të rrezikshme për shëndetin e njeriut. Si të jetoni në një shtëpi të tillë?

Ky projekt mund të merret si bazë ideologjike e prototipit tonë, pasi një përpjekje për të përdorur rrjedhat e ajrit që funksionojnë vazhdimisht në lartësi më të larta, natyrisht, instalimi i turbinave me erë në çatitë e ambienteve të banimit është shumë i padëshirueshëm.

Njihet një termocentral me vorbull termike, i cili përmban një tub me një gjenerator vorbull, rrota ere të montuara në një bosht vertikal dhe një gjenerator elektrik. Termocentrali është i pajisur me një gjenerator shtesë vorbullash, deflektor dhe sistem ngrohjeje ajri. Rrotat e erës janë instaluar në një tub, dhe krahët e rrotave të erës janë të vendosura në zonën e rrjedhës së ajrit të vorbullës. Avantazhi i madh i kësaj shpikjeje është gjenerimi i një fluksi konstant ajri, i cili do të parandalojë ndërprerjen e mullirit të erës.

Disavantazhet janë si më poshtë.

Parimi i një sobë konvencionale, në tubin e së cilës është instaluar një rrotë ere. Risia është se për të rritur shtytjen, fluksi i ajrit lart, i cili lind për shkak të ndryshimit të temperaturës midis pjesës së poshtme dhe të sipërme të tubit, vendoset në një lëvizje vorbullash, e cila, sipas autorëve, duhet të rrisë ndjeshëm fuqinë dhe shpejtësinë. të rrjedhës së ajrit.

Është e dyshimtë që lëvizja dinamike e vorbullës së rrjedhës së ajrit do të ketë një efekt të dobishëm në krahët e një rrote me erë ose në tehet e një turbine me erë.

Nuk do të keni më shumë shtytje në një pjesë të shkurtër të tubit në këtë mënyrë dhe a nuk do të përdoret e gjithë energjia elektrike nga mulliri me erë për të ngrohur ajrin? Dhe më e rëndësishmja, nëse nuk ka ngrohje, atëherë nuk ka tërheqje, që do të thotë se mulliri me erë do të jetë i papunë (nëse karburanti nuk dorëzohet ose kryhet punë riparimi në ngrohës). Karburanti mund të përdoret në mënyrë më efikase në gjeneratorët elektrikë konvencionalë.

Ne e pranuam këtë shpikje si një prototip.

Qëllimi i shpikjes së propozuar është të rrisë efikasitetin e një termocentrali me erë me një rrjedhje konstante ajri.

Për të krijuar një rrjedhë konstante ajri në tub, duhet të plotësohen dy kushte:

Prania e një gradienti të temperaturës, presionit atmosferik ose dendësisë së ajrit në skajet e tubit;

Prania e të njëjtave gradientë ajri brenda tubit në lidhje me mjedisin.

Gradienti i presionit atmosferik në skajet e tubit mund të rritet duke rritur gjatësinë e tij nga disa qindra metra në disa kilometra, deri në kufirin e sipërm të troposferës prej 10-18 km.

Për të rritur gradientin e presionit brenda tubit, propozohet instalimi i një daulle ere me tehe në grykën e tubit, në të cilin, kur rrotullohet nën ndikimin e rrjedhave horizontale të ajrit, sipas ligjit të Bernoulli-t, ndodh rrallimi i ajrit, i cili. krijon shtytje shtesë.

Për të ngrohur ajrin brenda tubit, propozohet përdorimi i djegësve të gazit të instaluar në një kullë në grykën e tunelit të erës.

Për të reduktuar zhurmën dhe dridhjet, propozohet vendosja e rrotave të erës me gjeneratorë elektrikë në tunele nëntokësore.

Këto propozime duhet të përmirësojnë efikasitetin e parkut me erë.

Termocentrali i propozuar me rrjedhje konstante ajri përfshin një mori termocentralesh me erë që përmbajnë rrota me erë me një gjenerator elektrik, një element ngrohjeje dhe një tunel me erë,

karakterizohet në atë që rrotat e erës me një gjenerator elektrik janë të vendosura në tunele nëntokësore të lidhura me një kullë në të cilën ndodhen djegësit e gazit. Në kullën në grykën e tunelit të erës, e bërë nga materiale polimer me ngurtësues në formë rrathësh dhe e varur në kabllo në tullumbace, është montuar një daulle me tehe, e instaluar me aftësinë për t'u rrotulluar dhe krijuar një vakum nën ndikimi i rrjedhave horizontale të ajrit.

Nëse dizajni i kazanit është i suksesshëm dhe ka erë, shtytja që krijon në tunelin e erës do të jetë e mjaftueshme për të funksionuar termocentralin dhe djegësit nuk do të kenë nevojë të ndizen, dhe funksionimi i tyre i përbashkët do të rrisë efikasitetin e turbinave me erë.

Turbinat me erë me rrota me erë ose turbinat që përputhen me llogaritjet teknike dhe ekonomike dhe ekologjinë mjedisore mund të jenë të pranueshme si termocentrale me erë. Një tunel me erë me ngurtësues në formën e rrathëve polimer është i varur në kabllo në një tullumbace, e cila nuk lëviz nga të njëjtat kabllo duke përdorur pajisje tensionuese automatike me bazë tokësore.

Nën ndikimin e ngarkesave anësore të erës, mëngët e polimerit mund të përkulen, gjë që nuk do të ndikojë në performancën e mullirit të erës. tuneli i erës duhet të ketë një gjatësi prej disa qindra metrash ose disa kilometrash, në bazë të aftësive teknike.

Një fluks i fortë ajri ndodh brenda tunelit të erës për shkak të ngrohjes së ajrit nga djegësit e gazit, rënies së presionit në skajet e tij dhe përshpejtimit të rrjedhës kur rrotullohet daulle. Priten ngarkesa të konsiderueshme në muret e tunelit të erës.

Nga shumëllojshmëria e polimereve, plastika e përforcuar me fibra karboni është më e përshtatshme në kushte ekstreme. Mbushësi në këto kompozita polimerësh janë fibrat e karbonit, të cilat përftohen nga fibra sintetike dhe natyrore me bazë celulozë, kopolimerë akrilonitrile të katranit të naftës dhe qymyrit etj.

Bazuar në fibrat e karbonit dhe një matricë karboni, krijohen materiale të përbëra karbon-grafit që mund të përballojnë temperaturat deri në 3000 gradë në mjedise inerte ose reduktuese për një kohë të gjatë. Plastika e përforcuar me fibra karboni janë materiale shumë të lehta dhe, në të njëjtën kohë, të qëndrueshme. Për shembull, një polimer i kësaj klase, i quajtur "Hypol", ka parametrat e mëposhtëm: temperatura e funksionimit deri në 2000 gradë, inertiteti kimik ndaj mjediseve oksiduese, nuk digjet, është 1.5 herë më i lehtë se alumini dhe është shumë i qëndrueshëm. Zhvillimi i fundit i shkencëtarëve rusë është me interes - polimeri CARAFFIN, i cili ka veti të veçanta dhe ekzotike. Për këtë zhvillim, shkencëtarët rusë morën çmimin Nobel në 2010.

Tubat e grafitit të karbonit mund të arrijnë një forcë 50 herë më të madhe se çeliku.

Filmat e hollë të karbonit të prodhuara nga këto polimere mund

të përdoret si muret e një tuneli të brendshëm të erës.

Grilat dhe rrjetat e pajisjeve të filtrimit të marrjes së ajrit mund të bëhen nga të njëjtat materiale.

Materiali për balonat është zakonisht elastomer, d.m.th. goma natyrale ose sintetike. Goma ka aftësinë të shtrihet në mënyrë të kthyeshme deri në 900%. Të njëjtat materiale mund të përdoren gjithashtu për të bërë kabllo të vendosura përgjatë mureve të tunelit të erës, me ndihmën e të cilave struktura është ngjitur në balonat.

Pjesa e poshtme e kullës është bërë në formën e një difuzori që ngjesh rrjedhën e ajrit.

Pajisjet shkencore (për periudhën e provës), sensorët, kamerat video, transmetuesit e informacionit video dhe telemetrik janë fiksuar në nivele të ndryshme të tunelit të erës.

Figura 1 tregon një pamje tërthore anësore të një termocentrali me erë; Fig.2 - pamja e sipërme e termocentralit,

1 - tullumbace, 2 - gondolë me instrumente, 3 - kabllo, 4 - tensionues, 5 - tunel me erë, 6 - kazan me tehe, 7 - argjinaturë, 8 - marrje ajri me filtër, 9 - termocentral me erë (rrota me erë me një gjenerator elektrik), 10 - tunel, 11 - difuzor, 12 - ngurtësues, 13 - djegës gazi, 14 - kullë, 15 tubacion gazi.

Ecuria e punës së instalimit.

Ata zgjedhin një vend të papërshtatshëm për përdorim industrial dhe bujqësor. Ata ndërtojnë tunele me hyrje ajri dhe një kullë me difuzor. Rrotat e erës me gjeneratorë elektrikë janë instaluar në tunele dhe kjo strukturë është e mbuluar me tokë. Një daulle me tehe që rrotullohen në kushinetat e topit është instaluar në kullë.

Është e lehtë për të transportuar tullumbacen e montuar, bobinat me film polimer dhe harqe rrethore, si dhe tensionuesit me një kabllo të plagosur në vendin e instalimit.

Balona 1 është sjellë në gjendje pune, një gondolë 2 është ngjitur në pajisjet e tensionit 4, e cila është e pajisur me pajisje kontrolli dhe matëse dhe ngrihet ngadalë në ajër. Seksionet e një tuneli me erë 5 me ngurtësues 12 në formën e rrathëve polimer janë ngjitur në kabllot e tensionuar 3. Ndërsa tubi rritet për shkak të bashkimit të seksioneve të tij, tullumbace ngrihet lart.

Paralelisht me këtë punë, brenda ndërtesës së nënstacionit elektrik janë instaluar një kontrollues, inverter, ndërprerës automatik i transferimit, transformator dhe ndërfaqe e linjës elektrike. Një stacion monitorimi tokësor dhe një përsëritës janë instaluar për monitorimin dhe kontrollin automatik të nënstacionit elektrik nga një distancë.

Energjia elektrike nga gjeneratorët furnizohet me kabllo në kontrolluesin, i cili kontrollon të gjithë sistemin energjetik të stacionit. Më pas, energjia transformohet dhe furnizohet nëpërmjet ndërfaqes me linjat e energjisë elektrike të rrjetit kombëtar.

Për të furnizuar energji në pajisjet e vetë termocentralit dhe pajisjet e monitorimit aty pranë, përdoren një inverter dhe një ndërprerës transferimi. ATS ju lejon të kaloni furnizimin me energji në një objekt kur një termocentral me erë ndalet (riparimi, mirëmbajtja) në instalime të tjera ose male. qarku.

Meqenëse termocentrali është automatik, të gjithë parametrat e tij dhe vëzhgimet video transmetohen përmes një përsëritësi në një pikë grumbullimi të të dhënave në rrjetin rajonal të energjisë malore.

Termocentrali i propozuar i erës është i thjeshtë, dhe për këtë arsye me kosto të ulët dhe ekonomikisht i dobishëm. Është jo modest në zgjedhjen e një lokacioni - është gjithashtu i përshtatshëm në kushte të vështira për t'u arritur. Ajo nuk ka frikë nga mungesa e erës ose nga shpërthimet e saj të forta.

Termocentralet me erë të fshehura në tunele nëntokësore nuk krijojnë ndikime të panevojshme të zhurmës dhe dridhjeve në mjedis dhe mund të funksionojnë pranë zonave të populluara. Pajisja është e përshtatshme për mirëmbajtjen e vetë tunelit të erës, mjafton të tërhiqni balonën në tokë me pajisje tensioni.

Dizajni i një termocentrali me erë nuk nënkupton kufizime në gjatësinë dhe diametrin e tunelit të erës, në numrin e termocentraleve të instaluara me erë dhe për rrjedhojë në produktivitetin e tij.

KERKESE

Një termocentral me erë me një rrjedhje konstante ajri, duke përfshirë një mori termocentralesh me erë që përmbajnë rrota ere me një gjenerator elektrik, një element ngrohjeje dhe një tunel ere, i karakterizuar në atë që rrotat e erës me një gjenerator elektrik janë të vendosura në tunele nëntokësore të lidhura me një kullë në të cilën ndodhen djegësit e gazit, në kullën në grykën e tunelit të erës, e bërë nga materiale polimer me brinjë ngurtësuese në formën e rrathëve dhe e varur në kabllo në tullumbace, është montuar një daulle me tehe, e instaluar me aftësia për të rrotulluar dhe krijuar një vakum nën ndikimin e rrjedhave horizontale të ajrit.