Novi tipovi zatvorenih vjetroturbina. Vjetroturbine - šest puta više energije

Za korištenje energije vjetra, trebat će vam ovi detalji:

• lopatice vjetra – hvataju tok vjetra, prenoseći impuls na vjetrogenerator;
• vjetrogenerator i regulator – doprinose pretvaranju impulsa u jednosmjernu struju;
• baterija – skladišti energiju;
• inverter - pomaže u pretvaranju istosmjerne struje u naizmjeničnu struju.

Razvijene zemlje se dugo oslanjaju na obnovljive izvore energije, uključujući energiju vjetra. Kao rezultat toga, ukupni kapacitet svih nuklearnih elektrana koje rade u svijetu iznosi nešto više od 400 hiljada MW, a ukupni kapacitet vjetroelektrana je premašio 500 hiljada MW! Međutim, u zemljama u kojima se pažnja poklanja energiji vjetra ne postoje ni Gazprom ni RAO UES. Baš kao kad se zakačiš na uljnu iglu... Ali da ne pričamo o bolnim stvarima.

Dakle, u zemljama slobodnim od svemoći monopola i klanskog sistema, prevladavaju vjetrogeneratori propelerskog tipa s horizontalnom osom rotacije. Takvi generatori zahtijevaju moćne potporne kule sa skupim temeljima, što povećava period povrata. Osim toga, takve jedinice su moćni niskofrekventni izvori buke. Propelerna "vjetrenjača" rotira se brzinom od samo 15-30 okretaja u minuti, a nakon mjenjača brzina se povećava na 1500, kao rezultat toga, osovina generatora, koja proizvodi električnu energiju, rotira istom brzinom. Ova klasična shema ima značajne nedostatke: mjenjač je složen i skup mehanizam (do 20% cijene cijelog vjetrogeneratora), zahtijeva sezonsku zamjenu i vrlo se brzo istroši (vidi).

Relevantnost razvoja vjetroturbina

Ove okolnosti ograničavaju krug kupaca i tjeraju ih da traže alternativu tradicionalnim vjetrogeneratorima. Vetroturbine sa vertikalnom osovinom postale su moderan trend. Oni su tihi i ne zahtijevaju velike kapitalne troškove, jednostavniji su i jeftiniji za održavanje od horizontalnih aksijalnih turbina. Vjetrogeneratori s horizontalnom osom se prenose u zaštitni način rada (autorotacija) pri maksimalnoj brzini vjetra, preko koje je preplavljeno uništenjem konstrukcije. U ovom načinu rada, propeler je isključen sa multiplikatora i generatora, a električna energija se ne proizvodi. Rotori s vertikalnom osom doživljavaju znatno manje mehaničkog naprezanja pri istoj brzini vjetra od rotora s horizontalnom osom. Osim toga, ove posljednje zahtijevaju skupe sisteme za orijentaciju vjetra.

Do nedavno se vjerovalo da je za VAWT nemoguće dobiti koeficijent brzine (odnos maksimalne linearne brzine lopatica prema brzini vjetra) veći od jedan. Ova preširoka premisa, koja važi samo za određene tipove rotora, dovela je do pogrešnog zaključka da je maksimalno iskorišćenje energije vetra za vetroturbine sa vertikalnom osom niže nego za vetroturbine sa propelerskim pogonom horizontalne ose, zbog čega je ova vrsta vjetroturbina postoji skoro 40 godina.uopšte nije razvijena. I tek 60-70-ih godina, prvo od strane kanadskih, a potom američkih i engleskih stručnjaka, eksperimentalno je dokazano da ovi zaključci nisu primjenjivi na Darrieus rotore koji koriste silu podizanja lopatica. Za ove rotore navedeni maksimalni omjer linearne brzine radnih tijela prema brzini vjetra dostiže 6:1 i više, a koeficijent iskorištenja energije vjetra nije niži od koeficijenta horizontalno-aksijalnih (propelerskih) rotora. Važnu ulogu igra i činjenica da je obim teorijskih istraživanja aerodinamike vertikalno-aksijalnih rotora i iskustva u razvoju i radu vjetrogeneratora na njima znatno manji nego kod horizontalno-aksijalnih rotora.

Stvorena je vjetroturbina vertikalne ose (međunarodna oznaka VAWT) koja se razlikuje od ostalih, čija efikasnost korištenja energije vjetra nije inferiorna u odnosu na najbolje svjetske vjetrogeneratore s horizontalnom osom rotacije. Inovativni, višestruki pristup dizajnu vertikalnih vjetrogeneratora baziran je, između ostalog, na korištenju nisko postavljenog, izdržljivog rotora, na čijoj periferiji su pričvršćena mnoga krilna jedra.

Rotor je opremljen potpornim podupiračima šasije na točkovima, što mu omogućava rotaciju oko fiksne ose sa stabilnim položajem na temelju zahvaljujući točkovima šasije. Mnoga jedra-krila stvaraju veliki obrtni moment zbog aerodinamičkih sila. Ono što ovaj dizajn čini rekordom po gustini snage. Prečnik rotora može biti 10 metara. Istovremeno, na takav rotor je moguće ugraditi krila površine više od 200 kvadratnih metara, što će omogućiti proizvodnju do sto kilovata električne energije.

Dimenzije i težina jedinica

Štoviše, težina takvih jedinica je toliko mala da se mogu ugraditi na krovove zgrada i na taj način im osigurati autonomno napajanje. Ili je moguće obezbijediti struju objektu u planini gdje nema dalekovoda. Povećanje snage na proizvoljno veliku vrijednost postiže se repliciranjem takvih jedinica. Odnosno, ugradnjom mnogo sličnih instalacija postižemo potrebnu snagu.

Tehnička efikasnost

Što se tiče tehničke efikasnosti. Naš prototip, sa visinom oštrice od 800 mm i poprečnom dimenzijom od 800 mm, pri brzini vjetra od 11 m/s, razvio je mehaničku snagu od 225 W (pri 75 o/min). Istovremeno, stajao je na visini manjoj od metra od površine zemlje. Prema izvoru http://www.rktp-trade.ru, uporedivu snagu (300 W) razvija vertikalna vjetroturbina s pet lopatica postavljena na jarbol od šest metara i ima pet lopatica od 1200 mm instaliranih na ukupni prečnik od 2.000 mm. Odnosno, ako uzmemo da su vetrom zahvaćene površine upoređenih vetrenjača jednake, ispada da je prototip 2,5...3 puta energetski efikasniji od poznate vetrenjače, uzimajući u obzir činjenicu da vetar u blizini tlo je slabije zbog svoje blizine graničnoj površini i ima izraženu turbulentnu prirodu.

Na osnovu toga, znajući da opisani analog ima faktor iskorišćenja energije vetra (WEC) jednak 0,2, možemo proceniti prototip WEC na 0,48, što je mnogo više od onog kod VAWT tipa Savonius i Daria i odgovara svetskim najbolji uzorci vjetrogeneratora horizontalne ose. U isto vrijeme, potrošnja materijala i cijena prototipa su mnogo niži od onih kod vjetroturbina postavljenih na propeler koje imaju mehanizme za orijentaciju prema vjetru i visoko postavljenu gondolu sa skupim mjenjačem planetarnog tipa.

Komparativna procjena efikasnosti rotora vjetroturbina raznih tipova- Tabela 1.

Prednosti VAWT vjetroturbine s vertikalnom osovinom

• Uređaj se okreće u istom smjeru u bilo kojem smjeru vjetra. Dok gondole horizontalnih vjetrogeneratora moraju biti orijentirane prema vjetru, što povećava cijenu dizajna i smanjuje vijek trajanja pokretnih dijelova mehanizma za okretanje.
• Proizvodnja električne energije u VAWT počinje pri brzini vjetra od 5 m/s.
• Turbina ima visok aerodinamički kvalitet lopatica i inovativnu arhitekturu, što joj omogućava postizanje energetske efikasnosti vjetra od najmanje 47%.
• Turbina ne zahtijeva održavanje generatora (prstenasti ravni linearni bez četkica i ležajeva).
• Povećanje snage postiže se ugradnjom dodatnih modula.
• VAWT nema ograničenja kada se instalira u blizini kućišta i ne stvara neprihvatljivo elektromagnetno i akustičko zračenje. Ovo omogućava postavljanje turbina unutar naseljenih područja, uključujući i krovove višespratnih zgrada, bez ugrožavanja pejzaža.
• VAWT je apsolutno bezopasan i može se instalirati na putevima migracije ptica selica.
• Turbina je otporna na jake vjetrove i može izdržati čak i orkanske vjetrove. To se postiže mehanizmom za automatsko mijenjanje napadnih uglova vertikalnih lopatica turbine (slike su prikazane iznad).
• VAWT ima lagane i jednostavne komponente koje se lako transportuju i instaliraju.
• Turbina je zaštićena od udara groma.

Do danas je završen 3-D model mehaničkog dijela turbine u punoj veličini (sa visinom vertikalnih lopatica od 8 m), kao i radni crteži dijelova i sklopova rotora i njegove rotacijske jedinice su završeni. Crteži za električni generator i lopatice razvijeni su uzimajući u obzir maksimalnu usklađenost s kriterijem "cijena - kvaliteta".

Projekat uključuje projektovanje, proizvodnju i testiranje VAWT uzorka pune veličine (visina vertikalne oštrice 8m). Nakon čega se planira industrijska proizvodnja ovakvih instalacija nakon otklanjanja grešaka u pilot modelu, s tim da se takve instalacije opremaju u neelektrificiranim područjima u ruralnim područjima i zgradama u gradovima.

Područja primjene inovativnog vjetrogeneratora su u principu ista kao i kod njegovih analoga. Odnosno, radi se o proizvodnji električne energije na mjestima gdje nema stacionarnih izvora, kao i gdje korištenje drugih metoda proizvodnje električne energije nije ekonomski isplativo. Konkretno, to su objekti posebne namjene koji zahtijevaju autonomno napajanje, na primjer, farovi i radio farovi, granične ispostave i granične postaje, automatizirane meteorološke i zračne navigacijske stanice.

Beskrajna "eureka"

Sjetite se grčkog pronalazača i matematičara Arhimeda, koji je uzviknuo „eureka! (Našao sam!)” kada je otkrio osnovni zakon hidrostatike? Od davnina do danas, čovječanstvo je u vječnoj potrazi za novim otkrićima. Polje osvajanja energije vjetra nije izostavljeno. Nova generacija vjetrogeneratora proganja i naučnike i praktične inženjere. Vječita potraga daje svoje blagotvorne rezultate i s vremena na vrijeme u nekoj tački na kugli zemaljskoj tišinu izuma prekine radosni uzvik - "Eureka"!

Ovaj put heroj dana se pokazao stari Amerikanac, 89 godina, veteran Drugog svjetskog rata Raymond Green iz Kalifornije, koji je godinama zbunjivao problem poboljšanja postojećih tipova vjetroturbina. Konačno, uspio je stvoriti vjetrogenerator koji je gotovo nečujan i siguran za čovjekove leteće prijatelje. Zamisao koju je izmislio, teška 20 kg, jednim potezom rješava gomilu problema s kojima se suočio vjetrogenerator stare modifikacije.

Koje su osnovne razlike između izmišljene instalacije? Najvažnije je da nema rotirajućih noževa sa vanjske strane. Sve u njemu je skriveno u kućištu, koje ptice štiti od smrti. Druga značajna razlika je u tome što novi dizajn omogućava korištenje oštrica s malim rasponom, što pomaže u smanjenju buke.

Nažalost, tu se završava upoznavanje sa novom jedinicom. Ne možemo znati onoliko koliko sam pronalazač zna o svojoj zamisli sve dok proizvod ne krene u masovnu proizvodnju. Autor projekta je uvjeren da će se to dogoditi za dvije godine i da će struju njegovog izuma koristiti geolozi u udaljenim istraživačkim kampovima, ljekari u vojnim bolnicama u zemljama trećeg svijeta, pogođeni ljudi iz zona prirodnih katastrofa, stanovnici udaljenih sela. .

Moguće nemogućnosti

Jeste li ikada razmišljali o tome zašto energiju vjetra koriste samo drznici i revni majstori? Odnosno, nisu svi kojima je potrebna opasnost da se uključe u ovu vrstu proizvodnje električne energije. Da, jer je sama energija vjetra u svojim prethodnim modifikacijama velika, teška za instalaciju i nije sasvim zgodna za rad (pokušajte se popeti na visinu jarbola i popraviti generator). A rotirajuće oštrice stvaraju veliku buku i opasne su za ptice. I tu se ne može zaobići, visoka cijena.

Ovi problemi ostaju stvar prošlosti s pojavom nove generacije vjetrogeneratora. Ima ih nekoliko vrsta i o jednoj smo govorili u prvom dijelu ovog članka. Drugi predstavnik niza novih proizvoda je vjetrogenerator bez zupčanika, u kojem se energija generira "vrhovima" lopatica. Ne postoji tradicionalno vratilo od propelera do generatora, a struja se uzima sa oboda propelera.

Njegov rotor u obliku feromagnetnog oboda postavljen je na krila vjetrobrana. Jednostavan je u dizajnu, jednostavan za proizvodnju i ugradnju. Ali postavljanje trajnih magneta na krajeve radnog kola ga čini znatno težim, što smanjuje ukupnu efikasnost instalacije. Ali uređaj je jednostavan za korištenje, jer njegov jednostavan dizajn ne zahtijeva pretjeranu pažnju. Takvi vjetrogeneratori mogu raditi bilo gdje u svim klimatskim uvjetima.

Ono što se juče činilo nemogućim danas postaje svakodnevna stvarnost.

Vjetrogenerator se pokorava intelektualcima

S velike udaljenosti uopće ne izgleda kao vjetrogenerator, već najvjerojatnije kao vodotoranj neobičnog oblika za takvu strukturu. Ako se približite, vidjet ćete sporu rotaciju lopatica. Vertikalna osovina se potpuno tiho okreće.

Jedna američka kompanija u Arizoni, pod vodstvom inženjera Mazura, će masovno proizvoditi takvu džinovsku turbinu. Prema njegovim proračunima, samo ona bi trebalo da snabdeva toliko struje da bi bila dovoljna za metropolu od 750 hiljada domova. Inženjer je 2007. godine sebi postavio cilj - više puta povećati efikasnost vjetrogeneratora na vertikalnoj osi i sve ove godine se približavao svom cilju.

Izumitelj je radio u dva smjera: prvo, da bi lopatice uhvatile protok zraka što je više moguće, i drugo, da bi trenje nosača lopatica vjetra smanjilo na nulu. Ogroman vertikalni rotor mora obaviti prvi zadatak, a rotirajuća magnetna levitaciona turbina mora obaviti drugi.

O drugom zadatku treba detaljnije razgovarati. Rotacija bez trenja postiže se magnetskom levitacijom, o čemu smo govorili u članku o principima rada vjetrogeneratora u dijelu pod naslovom „Kreatori novih mogućnosti“. Prilikom rotacije, cijeli vertikalni blok rotora se podiže na svoju os i uopće ne dodiruje donji potporni ležaj. Instalira se samo za start, da ubrza turbinu. Čim poveća brzinu, postaje, takoreći, bestežinski i skida se sa ležaja. Kao rezultat toga, trenje se smanjuje na nulu, osim trenja same turbine sa zrakom. Efikasnost odmah skače.

Ogromna turbina je vrlo osjetljiva i reagira na najmanji povjetarac. Ova sposobnost podizanja tokom rotacije zbog magnetne levitacije dugo je zaokupljala naučnike i inventivne umove planete. Ovo je fenomen u kojem se bilo koja stvar ili predmet, koji ima težinu, odlijepi od površine i lebdi u prostoru bez ikakve primjene sile odbijanja. Let ptica više nije levitacija.

Vertikalni vetrogeneratori sa sposobnošću levitacije rotora sada su zaokupili misli inženjera i pronalazača. A sada su već vidljivi prvi rezultati. U Mazurovom projektu vidljiv je "plutajući" rotor na magnetnoj levitaciji, a umjesto generatora ugrađen je linearni sinhroni motor. Generator vjetra s magnetskom levitacijom s mnogo lopatica hvata protok zraka što je više moguće i, prema znanstvenicima, takva turbina će proizvoditi električnu energiju po basnoslovno skromnoj cijeni - manje od centa po kilovat-satu.

Onipka rotor - vjetrogenerator za male i srednje brzine vjetra:

Nevjerovatno! Ali to će se dogoditi uskoro. Treća generacija alternativnih izvora energije će revolucionirati svijet u cjelini. Početak je već napravljen. Vjetroturbine su električna energija budućnosti čovječanstva.

Uvod

Unatoč činjenici da se alternativnim oblicima energije, kao što su vjetroturbine, na primjer, još uvijek posvećuje nezasluženo malo pažnje, oni se i dalje ubrzano razvijaju. Možda će moćnici uskoro shvatiti da bezobzirno rudarenje donosi više štete nego koristi, a prirodni oblici energije će se čvrsto učvrstiti u našem svakodnevnom životu. Ova nada je usko povezana sa činjenicom da je prije nekog vremena najavljena pojava vjetrogeneratora treće generacije.

Šta je vjetrogenerator treće generacije

Tradicionalno se vjeruje da su prva generacija uređaja koji su pretvarali energiju vjetra bila obična brodska jedra i mlinska krila. Prije nešto više od jednog stoljeća, razvojem avijacije, pojavio se vjetrogenerator druge generacije - mehanizam čiji je rad bio zasnovan na principima aerodinamike krila.

Bio je to proboj u to vrijeme! Mada, ako posmatramo u cjelini, vjetrenjače druge generacije su male snage, jer zbog svojih konstrukcijskih karakteristika ne mogu raditi na jakom vjetru. Stoga je, da bi se dobilo više električne energije, bilo potrebno povećati veličinu, što je za sobom povlačilo dodatne finansijske troškove za razvoj, proizvodnju, instalaciju i njen rad. Naravno, ovako nije moglo dugo ostati.

Početkom 2000-ih, stručnjaci za razvoj najavili su pojavu vjetrogeneratora treće generacije - vjetroturbine. Dizajn, princip rada, instalacija i što je najvažnije, snaga novog uređaja bitno se razlikuje od svojih prethodnika.

Uređaj

Jednostavnost. To je upravo riječ kojom se može opisati dizajn vjetroturbinskog generatora. U poređenju sa vetrogeneratorima sa lopaticama, vetroturbina ima mnogo manji broj radnih jedinica i mnogo više fiksnih elemenata, što je čini otpornijom na različita statička i dinamička opterećenja.

Dizajn vjetroturbine:

• oklop, postoji unutrašnji i vanjski;
• oklop sklopa turbogeneratora;
• gondola;
• turbina;
• generator;
• jedinica za dinamičko pričvršćivanje.

Među dodatnim sistemima, vjetrogenerator je opremljen inverzijom, akumulacijom i upravljačkim jedinicama. Ne postoje sistemi za podešavanje lopatica i orijentacije na vetar, tradicionalni za vetrogenerator sa lopaticama. Potonji je zamijenjen oblogom, koja također djeluje kao mlaznica, hvata vjetar i povećava njegovu snagu. Ako uzmemo u obzir da je energija strujanja vjetra jednaka njegovoj brzini u kocki V3, onda zbog prisustva mlaznice ova formula izgleda ovako: V3x4 = Ex64. Štoviše, zbog svog cilindričnog dizajna, obloga ima mogućnost samopodešavanja prema smjeru vjetra.

Prednosti

Svaki novi proizvod ili izum uvijek se mora značajno izdvojiti od svojih prethodnika, i to uvijek na bolje. Sve ovo se može reći o novom vjetrogeneratoru s turbo dizajnom. Jedna od glavnih prednosti vjetroturbine je njena otpornost na jak vjetar. Njegov dizajn je dizajniran na takav način da će djelovati efikasno i sigurno izvan kritičnih granica za konvencionalne vjetroturbine s lopaticama: od 25 m/sec do 60 m/sec. Ali to nije jedina prednost koju ima vjetroturbina, postoji nekoliko njih:

1. Nedostatak infrazvučnih talasa. Naučnici su konačno uspjeli riješiti jedan od važnih problema koje imaju vjetroturbine. Upravo zbog postojanja takve nuspojave APU (vjetroelektrana) je kritikovana od strane protivnika alternativne energije; infrazvuk negativno utječe na životnu sredinu. Ali sada, zahvaljujući odsustvu infrazvučnih valova, vjetrogeneratori turbinskog tipa mogu se instalirati čak i unutar gradskih granica.



2. Odsustvo lopatica eliminira nekoliko zadataka s kojima su se suočili dizajneri i proizvođači vjetrogeneratora. Prvo, eliminišu se značajni troškovi truda i novca za operativnu kontrolu vetroturbina sa lopaticama. Drugo, oštrica vjetroelektrana je najteži element za proizvodnju vjetrogeneratora. Lavovski dio troškova konvencionalne vjetroturbine je trošak proizvodnje lopatica. Osim toga, poznati su slučajevi kada se prilikom jakih naleta vjetra oštrica slomila, raspršivši fragmente na stotine metara.
3. Jednostavan za sastavljanje i ugradnju. Sve složene strukture ili komponente proizvodi i montira proizvodni pogon; samo se zadnja faza montaže i ugradnje na jarbol odvija na licu mjesta. Osim toga, lakoća konstrukcijskih elemenata omogućava vam korištenje najčešće opreme za podizanje prilikom ugradnje vjetrogeneratora.
4. Dijagram povezivanja. Za razliku od APU-a s lopaticama, turbina je povezana prema standardnoj shemi. Na ovu činjenicu ni na koji način ne utiču tehnički uslovi koje je izneo budući vlasnik vetroturbine.
5. Dug vijek trajanja je posljedica materijala od kojih su izrađeni vjetrogenerator i njegovi pojedinačni dijelovi. Uzimajući u obzir preventivno održavanje koje je potrebno pri radu vjetroturbine, vijek trajanja uređaja može biti i do 50 godina.



Geografija rada turbine APU

Najrealnija i najoptimalnija lokacija za ugradnju turbinskog vjetrogeneratora bila bi obala jezera ili mora. U blizini vodenih površina, takav vjetrogenerator će raditi gotovo cijele godine, jer je zahvaljujući svom uređaju sa mlaznicama vrlo osjetljiv na lagani povjetarac i druge najmanje manifestacije vjetra brzinom od 2 m/s.

Sa istim uspjehom, VST će raditi i unutar grada, gdje konvencionalni vjetrogenerator ne može raditi iz nekoliko dobro poznatih razloga:

1. Nebezbednost vetroturbina sa lopaticama.
2. Infrazvuk koji emituju.
3. Minimalna brzina vjetra za rad vjetrogeneratora s lopaticama je 4 m/sec.

Zanimljiva činjenica koja dokazuje prednost VTU-a

Jedan od kamena temeljaca na kojima se zasniva pozicija protivnika alternativne energije je da vjetroelektrane ometaju rad lokacijske opreme. Tokom rada, generator vjetra ometa prolaz radio valova. S obzirom na veličinu pojedinačnih vjetroelektrana, koja se može kretati od nekoliko desetina do stotina kvadratnih kilometara, jasno je zašto su vlade mnogih zemalja počele blokirati projekte alternativne energije na državnom nivou - to je direktna prijetnja nacionalnoj sigurnosti .


Iz tog razloga, francuska kompanija koja proizvodi komponente za vjetrogeneratore preuzela je na sebe težak zadatak u smislu izvedbe - da same vjetroelektrane učini nevidljivim radaru, a ne prostor oko vjetrogeneratora. U tu svrhu će se koristiti iskustvo stečeno u proizvodnji Stealth aviona. Planirano je da nove komponente budu puštene na tržište 2015. godine.

Ali gdje je činjenica koja dokazuje prednost VST-a nad vjetroturbinama s lopaticama? Ali činjenica je da vjetroturbine ne ometaju rad lokacijske opreme čak i bez skupe Stealth tehnologije.

Izgledi za razvoj alternativne energije vjetra

Prvi pokušaji da se vjetrogenerator počne koristiti u industrijskim razmjerima napravljeni su još sredinom prošlog stoljeća, ali su bili neuspješni. To je bilo zbog činjenice da su naftni resursi bili relativno jeftini, a izgradnja vjetroelektrana neisplativo skupa. Ali bukvalno 25 godina kasnije situacija se radikalno promijenila.

Alternativni izvori energije počeli su se intenzivno razvijati 70-ih godina prošlog stoljeća, nakon što je tempo mašinstva u svijetu naglo porastao i zemlje su se suočile sa nestašicom nafte, što je dovelo do naftne krize 1973. godine. Tada je po prvi put netradicionalni energetski sektor u nekim zemljama dobio podršku vlade i vjetrogenerator je počeo da se koristi u industrijskim razmjerima. U 80-im godinama, globalna industrija energije vjetra počela je dostizati samodovoljnost, a danas su zemlje poput Danske, Njemačke i Australije gotovo 30% samodostatne iz alternativnih izvora energije, uključujući vjetroelektrane.


Nažalost, a možda i na sreću, prošlogodišnji trend na tržištu nafte sa nestabilnim cijenama nafte navodi nas da ozbiljno pomislimo da su vremena kada je jeftina nafta bila dobra prošlost. Danas, za mnoge zemlje, što je nafta jeftinija, to je isplativije razvijati netradicionalnu energiju; to se prvenstveno odnosi na zemlje ZND. Stoga postoje preduslovi za razvoj energije vjetra. Da vidimo kako će biti.

Stalno iscrpljivanje prirodnih resursa dovelo je do činjenice da je čovječanstvo u posljednje vrijeme zauzeto potragom za alternativnim izvorima energije. Danas je poznat prilično veliki broj vrsta alternativne energije, od kojih je jedna upotreba energije vjetra.

Energiju vjetra ljudi koriste od davnina, na primjer, u radu vjetrenjača. Prvi vjetrogenerator (vjetrogenerator), koji je korišćen za proizvodnju električne energije, izgrađen je u Danskoj 1890. Takvi uređaji su počeli da se koriste u slučajevima kada je bilo potrebno snabdijevati strujom teško dostupna područja.

Princip rada vjetrogeneratora:

• Vjetar rotira kotač sa lopaticama, koji prenosi obrtni moment na osovinu generatora preko mjenjača.
• Inverter obavlja zadatak pretvaranja primljene jednosmerne električne struje u naizmeničnu.
• Baterija je dizajnirana za napajanje mreže naponom u nedostatku vjetra.

Snaga vjetroturbine direktno ovisi o promjeru vjetrobranskog točka, visini jarbola i sili vjetra. Trenutno se vjetrogeneratori proizvode s prečnikom lopatica od 0,75 do 60 m ili više. Najmanja od svih modernih vjetroturbina je G-60. Promjer rotora koji ima pet lopatica je samo 0,75 m, pri brzini vjetra od 3-10 m/s može proizvesti snagu od 60 W, a njegova težina je 9 kg. Ova instalacija se uspješno koristi za rasvjetu, punjenje baterija i rad komunikacione opreme.

Svi vjetrogeneratori mogu se klasificirati prema nekoliko principa:

• Osi rotacije.
• Broj lopatica.
• Materijal od kojeg su napravljene oštrice.
• Nagib zavrtnja.

Klasifikacija po osi rotacije:

• Horizontalno.
• Vertical.

Najpopularniji su horizontalni vjetrogeneratori čija je os rotacije paralelna s tlom. Ova vrsta se naziva "vjetrenjača", čije se oštrice okreću protiv vjetra. Dizajn horizontalnih vjetrogeneratora predviđa automatsku rotaciju dijela glave (u potrazi za vjetrom), kao i rotaciju lopatica za korištenje vjetra male snage.

Vertikalne vjetroturbine su mnogo manje efikasne. Lopatice takve turbine rotiraju se paralelno s površinom zemlje u bilo kojem smjeru i jačini vjetra. Budući da se u bilo kojem smjeru vjetra polovina lopatica vjetrenjača uvijek okreće prema njemu, vjetrenjača gubi polovinu svoje snage, što značajno smanjuje energetsku efikasnost instalacije. Međutim, ovaj tip vjetroturbine je lakši za ugradnju i održavanje, jer se njen mjenjač i generator nalaze na tlu. Nedostaci vertikalnog generatora su: skupa instalacija, značajni operativni troškovi, a takođe i činjenica da ugradnja ovakve vjetroturbine zahtijeva puno prostora.

Horizontalni vjetrogeneratori su pogodniji za proizvodnju električne energije u industrijskim razmjerima, koriste se u slučaju stvaranja sustava vjetroelektrana. Vertikalne se često koriste za potrebe malih privatnih farmi.

Klasifikacija prema broju oštrica:

• Dvije oštrice.
• Tri oštrice.
• Višestruki (50 ili više oštrica).

Na osnovu broja lopatica, sve instalacije se dijele na dvo- i trostruke i višelopatične (50 ili više lopatica). Za proizvodnju potrebne količine električne energije nije potrebna činjenica rotacije, već postizanje potrebnog broja okretaja.

Svaka lopatica (dodatna) povećava ukupni otpor kotača vjetra, što otežava postizanje radne brzine generatora. Dakle, instalacije sa više lopatica zaista počinju da se rotiraju pri nižim brzinama vetra, ali se koriste u slučajevima kada je važna sama činjenica rotacije, kao, na primer, kada se pumpa voda. Vjetrogeneratori s velikim brojem lopatica praktički se ne koriste za proizvodnju električne energije. Osim toga, ne preporučuje se ugradnja mjenjača na njih, jer to komplicira dizajn i čini ga manje pouzdanim.

Klasifikacija prema materijalu oštrice:

• Vjetrogeneratori sa krutim lopaticama.
• Jedrenjaci vjetrogeneratora.

Treba napomenuti da su oštrice jedra mnogo jednostavnije za proizvodnju i stoga jeftinije od krutog metala ili stakloplastike. Međutim, takve uštede mogu dovesti do neočekivanih troškova. Ako je promjer kotača vjetra 3 m, tada pri brzini generatora od 400-600 o/min, vrh lopatice dostiže brzinu od 500 km/h. Uzimajući u obzir činjenicu da vazduh sadrži pesak i prašinu, ova činjenica predstavlja ozbiljan test čak i za tvrde lopatice, koje u stabilnim uslovima rada zahtevaju godišnju zamenu antikorozivnog filma nanešenog na krajeve lopatica. Ako ne ažurirate antikorozivni film, tvrda oštrica će postupno početi gubiti karakteristike performansi.

Oštrice tipa jedra zahtijevaju zamjenu ne jednom godišnje, već odmah nakon pojave prvog ozbiljnog vjetra. Stoga, autonomno napajanje, koje zahtijeva značajnu pouzdanost komponenti sistema, ne razmatra korištenje lopatica tipa jedra.

Klasifikacija prema nagibu propelera:

• Fiksni nagib propelera.
• Promjenjivi nagib propelera.

Naravno, promjenljivi nagib propelera povećava raspon efektivnih radnih brzina vjetrogeneratora. Međutim, uvođenje ovog mehanizma dovodi do komplikacije dizajna lopatice, povećanja težine vjetroturbine, a također smanjuje ukupnu pouzdanost vjetroturbine. Posljedica toga je potreba za jačanjem konstrukcije, što dovodi do značajnog povećanja cijene sistema ne samo prilikom nabavke, već i tokom rada.

Moderni vjetrogeneratori su visokotehnološki proizvodi čija se snaga kreće od 100 do 6 MW. Vjetroturbine inovativnog dizajna omogućavaju ekonomično korištenje energije najslabijeg vjetra – od 2 m/s. Uz pomoć vjetrogeneratora danas je moguće uspješno rješavati probleme napajanja otočkih ili lokalnih objekata bilo kojeg kapaciteta.

Zračne turbine

Vrste vjetroturbina. Novi dizajn i tehnička rješenja

Energija vjetra zadivljuje raznolikošću i neobičnim dizajnom dizajna vjetrogeneratora. Postojeći projekti vetrogeneratora, kao i predloženi projekti, stavljaju energiju vetra van konkurencije u pogledu originalnosti tehničkih rešenja u odnosu na sve druge mini-energetske komplekse koji rade na obnovljivim izvorima energije.

Trenutno postoji mnogo različitih idejnih rješenja vjetrogeneratora, koji se mogu podijeliti u dva glavna tipa na osnovu tipa vjetrokola (rotori, turbine, propeleri). To su vjetroturbine s horizontalnom osom rotacije (lopatica) i s vertikalnom osom (rotacijske, tzv. H-turbine).

Vjetroturbine s horizontalnom osom rotacije

Vjetroturbine s horizontalnom osom rotacije. Kod vjetrenjača s horizontalnom osom rotacije, vratilo rotora i generator su smješteni na vrhu, a sistem treba biti usmjeren prema vjetru. Male vjetroturbine se vode pomoću lopatica, dok veće (industrijske) instalacije imaju senzore vjetra i servo koji okreću os rotacije u vjetar. Većina industrijskih vjetroturbina opremljena je mjenjačima koji omogućavaju sistemu da se prilagodi trenutnoj brzini vjetra. Zbog činjenice da jarbol iza sebe stvara turbulentne tokove, točak vjetra je obično orijentiran u smjeru protiv strujanja zraka. Lopatice vjetrobranskog kotača su dovoljno jake da spriječe da dođu u kontakt sa jarbolom od jakih naleta vjetra. Vjetroturbine ovog tipa ne zahtijevaju ugradnju dodatnih mehanizama za orijentaciju vjetra.

Točak vjetra s horizontalnom osom

Točak vjetra može se izraditi s različitim brojem lopatica: od vjetrogeneratora s jednom lopaticom s protuutegom do onih s više lopatica (sa brojem lopatica do 50 i više). Vjetar kotači sa horizontalnom osom Rotacije se ponekad izvode u fiksnom smjeru, tj. ne mogu se rotirati oko vertikalne ose okomite na smjer vjetra. Ovaj tip vjetrogeneratora se koristi samo kada postoji jedan dominantan smjer vjetra. U većini slučajeva, sistem na koji je pričvršćen vjetrobran (tzv. glava) je rotirajući, orijentiran u smjeru vjetra. Mali vjetrogeneratori u tu svrhu koriste repna peraja, dok veliki koriste elektroniku za kontrolu orijentacije.

Da bi se ograničila brzina rotacije kotača vjetra pri velikim brzinama vjetra, koriste se brojne metode, uključujući ugradnju lopatica u pernati položaj, korištenje ventila koji stoje na lopaticama ili se rotiraju s njima, itd. Lopatice mogu biti direktno fiksiran na osovinu generatora, ili se obrtni moment može prenijeti sa njegovog oboda kroz sekundarno vratilo na generator ili drugu radnu mašinu.

Trenutno, visina jarbola industrijskog vjetrogeneratora varira od 60 do 90 m. Točak vjetra čini 10-20 okretaja u minuti. Neki sistemi imaju preklopni mjenjač koji omogućava da se točak vjetra okreće brže ili sporije ovisno o brzini vjetra, uz održavanje proizvodnje energije. Svi savremeni vetrogeneratori opremljeni su sistemom za moguće automatsko gašenje u slučaju prejakog vetra.

Glavne prednosti horizontalne ose su: varijabilni nagib lopatica turbine, omogućavajući maksimalno korišćenje energije vetra u zavisnosti od atmosferskih uslova; visok jarbol vam omogućava da "dostignete" jači vjetar; visoka efikasnost zbog smjera vjetrobranskog kotača okomitog na vjetar.

Istovremeno, horizontalna os ima niz nedostataka. Među njima su visoki jarboli do 90 m visine i dugačke lopatice koje je teško transportovati, masivnost jarbola, potreba usmjeravanja ose na vjetar itd.

Vjetromotori sa okomitom osom rotacije. Glavna prednost ovakvog sistema je u tome što nema potrebe da se os usmjerava prema vjetru, jer vjetroturbina koristi vjetar koji dolazi iz bilo kojeg smjera. Osim toga, dizajn je pojednostavljen i smanjena su žiroskopska opterećenja, što uzrokuje dodatno naprezanje lopatica, sistema zupčanika i drugih elemenata instalacija s horizontalnom osom rotacije. Takve instalacije su posebno efikasne u područjima sa promjenjivim vjetrovima. Vertikalno-aksijalne turbine rade pri malim brzinama vjetra i bilo kojem smjeru vjetra bez orijentacije na vjetar, ali imaju nisku efikasnost.

Autor ideje o stvaranju turbine sa vertikalnom osom rotacije (turbina u obliku slova H) je francuski inženjer George Jean Marie Darius (Jean Marie Darier). Ovaj tip vjetrogeneratora patentiran je 1931. Za razliku od turbina s horizontalnom osom, turbine u obliku slova H "hvataju" vjetar dok mijenja smjer bez promjene položaja samog rotora. Stoga vjetrogeneratori ovog tipa nemaju "rep" i izgledaju kao bure. Rotor ima vertikalnu os rotacije i sastoji se od dvije do četiri zakrivljene lopatice.

Lopatice formiraju prostornu strukturu koja se rotira pod dejstvom sila podizanja koje nastaju na lopaticama usled strujanja vetra. U rotoru Daria koeficijent iskorištenja energije vjetra dostiže vrijednosti od 0,300,35. Nedavno je izvršen razvoj Darrieus rotacionog motora s ravnim lopaticama. Sada se vjetrogenerator Darrieus može smatrati glavnim konkurentom vjetrogeneratora tipa lopatica.

Instalacija ima prilično visoku efikasnost, ali stvara ozbiljna opterećenja na jarbolu. Sistem takođe ima veliki startni moment, koji je teško generisati vetrom. Najčešće se to radi vanjskim utjecajem.

Drugi tip vjetrobrana je Savonius rotor, koji je kreirao finski inženjer Sigurt Savonius 1922. Obrtni moment nastaje kada zrak struji oko rotora zbog različitog otpora konveksnih i konkavnih dijelova rotora. Točak je jednostavan, ali ima vrlo nizak faktor iskorištenja energije vjetra - samo 0,1-0,15.

Glavna prednost vertikalnih vjetrogeneratora je da im nije potreban mehanizam za orijentaciju vjetra. Njihov generator i drugi mehanizmi nalaze se na maloj visini u blizini baze. Sve to značajno pojednostavljuje dizajn. Radni elementi se nalaze blizu tla, što ih čini lakšim za održavanje. Mala minimalna radna brzina vjetra (2-2,5 m/s) proizvodi manje buke.

Međutim, ozbiljan nedostatak ovih vetroturbina je značajna promena uslova strujanja oko krila tokom jedne rotacije rotora, koja se ciklično ponavlja tokom rada. Zbog gubitaka u rotaciji u odnosu na strujanje zraka, većina vjetroturbina s vertikalnom osom rotacije gotovo je upola efikasna od onih s horizontalnom osom.

Potraga za novim rješenjima u energiji vjetra se nastavlja, a već postoje originalni izumi, na primjer, turbojedro. Vjetrogenerator je montiran u obliku dugačke vertikalne cijevi visine 100 m, u kojoj zbog temperaturnog gradijenta između krajeva cijevi dolazi do snažnog strujanja zraka. Predlaže se da se sam električni generator, zajedno s turbinom, ugradi u cijev, zbog čega će protok zraka osigurati rotaciju turbine. Kao što pokazuje praksa rada ovakvih vjetrogeneratora, nakon okretanja turbine i posebnog zagrijavanja zraka na donjem rubu cijevi, čak i pri tihom vjetru (i zatišju), u cijevi se uspostavlja snažan i stabilan protok zraka. . To čini takve vjetroturbine perspektivnim, ali samo u nenaseljenim područjima (prilikom rada, takvo postrojenje usisava ne samo male objekte, već i velike životinje u cijev). Ove instalacije su okružene posebnom zaštitnom mrežom, a upravljački sistem se nalazi na dovoljnoj udaljenosti.

Turbosail

Stručnjaci rade na stvaranju posebnog uređaja za sabijanje vjetra - difuzora (energija vjetra kompaktora). U toku godine vetroturbina ovog tipa uspeva da „ulovi” 4-5 puta više energije od konvencionalne. Visoka brzina rotacije vjetrobranskog točka postiže se pomoću difuzora. U njegovom uskom dijelu strujanje zraka je posebno brzo, čak i uz relativno slab vjetar.

Vjetrogenerator sa difuzorom

Kao što je poznato, brzina vjetra raste sa visinom, što stvara povoljnije uslove za korištenje vjetrogeneratora. Zmajevi su izmišljeni u Kini prije otprilike 2.300 godina. Ideja o korištenju zmaja za podizanje vjetrogeneratora na visinu postepeno se ostvaruje.

Švicarski dizajneri iz kompanije Etra predstavili su novi dizajn zmajeva na naduvavanje koji mogu podići do 100 kg sa težinom krila od 2,5 kg. Mogu se koristiti za ugradnju na morska plovila i podizanje vjetroturbina na velike visine (do 4 km). Sličan sistem je 2008. testiran tokom putovanja kontejnerskog broda Beluga SkySails od Njemačke do Venecuele (ušteda goriva iznosila je preko 1.000 dolara dnevno).

Na primjer, u Hamburgu je kompanija Beluga Shipping instalirala takav sistem na dizel brodu za rasute terete Beluga SkySails. Zmaj u obliku paraglajdera veličine 160 m2 podiže se u zrak na visinu do 300 m zbog sile podizanja vjetra. Paraglajder je podijeljen na odjeljke u koje se, na komandu kompjutera, dovodi komprimirani zrak kroz elastične cijevi. Kompanija Beluga SkySails planira opremiti oko 400 teretnih brodova takvim sistemom do 2013. godine.

Glave vjetra "Windcatcher"

Dizajn vjetroglave “Windcatcher” ima zanimljivo rješenje. Rotirajuće kućište generatora je napravljeno prilično dugo (oko 0,5 m), u srednjem dijelu (u intervalu od prirubnice generatora do lopatica) nalazi se mehanizam za preklapanje lopatica. Po principu rada sličan je mehanizmu otvaranja automatskog kišobrana, a oštrice podsjećaju na krilo zmaja. Kako bi se osiguralo da se oštrice ne naslanjaju jedna na drugu tokom preklapanja, njihove osi za pričvršćivanje su blago pomaknute. Četiri oštrice (kroz jednu) idu prema unutra, a četiri prema van. Nakon sklapanja, otpor vjetrenjače se smanjuje za skoro četiri puta, a koeficijent aerodinamičkog otpora za skoro dva.

U gornjem dijelu nosača vjetrenjače postavljen je „jaram“ s okomitom osom rotacije. Na jednom kraju je vjetrogenerator, a na drugom protuteg. Pri slabom vjetru vjetrogenerator se uz pomoć protuteže podiže iznad gornjeg nivoa nosača, a osa vjetroturbine je horizontalna. Kako se vjetar povećava, pritisak na točak vjetra raste i on počinje padati, okrećući se oko horizontalne ose. Tako funkcionira još jedan sistem „bijega“ od jakog vjetra. Dizajn omogućava proširenje klackalica tako da su vjetrogeneratori postavljeni jedan iza drugog. Ispada da je to neka vrsta vijenca od identičnih modula, koji pri slabom vjetru stoje jedan iznad drugog, a pri jakom vjetru se spuštaju, "skrivajući se" u "sjeni vjetra" vjetrovitog točka. Ovo takođe uključuje sposobnost sistema da se prilagodi spoljašnjem opterećenju.

Vjetrogenerator Eolic

Dizajneri Marcos Madia, Sergio Oashi i Juan Manuel Pantano razvili su prijenosni vjetrogenerator Eolic. Za proizvodnju uređaja korišteni su samo materijali od aluminija i karbonskih vlakana. Kada se sklopi, Eolic turbina ima dužinu od oko 170 cm.Da bi se Eolic doveo iz sklopljenog u radno stanje potrebno je 2-3 osobe, a ovaj proces će trajati 15-20 minuta. Ovaj vjetrogenerator se može sklopiti za nošenje.

Dizajnerski vjetrogenerator Revolution Air

Danas postoji mnogo dizajnerskih projekata i razvoja. Tako je francuski dizajner Philippe Starck stvorio vjetrogenerator Revolution Air. Projektni projekat vjetrenjače zove se “Demokratska ekologija”.

Vjetrogenerator Energy Ball

Međunarodna grupa dizajnera i inženjera Home-energy predstavila je svoj proizvod - vjetrogenerator Energy Ball. Glavna karakteristika novog proizvoda je raspored oštrica na njemu kao sfera. Svi su spojeni na rotor na oba kraja. Kada vjetar prođe kroz njih, on duva paralelno s rotorom, što povećava efikasnost generatora. Energy Ball može raditi čak i pri vrlo malim brzinama vjetra i proizvodi mnogo manje buke od konvencionalnih vjetroturbina.

Tretjakovski vjetrogenerator

Jedinstvenu vjetroturbinu kreirali su dizajneri iz Samare. Kada se koristi u urbanom okruženju, jeftiniji je, ekonomičniji i moćniji od svojih evropskih kolega. Tretjakovski vjetrogenerator je usisnik zraka koji hvata čak i relativno slabe tokove zraka. Novi proizvod počinje stvarati korisnu energiju već pri brzini od 1,4 m/s. Osim toga, nije potrebna skupa instalacija: instalacija se može postaviti na zgradu, jarbol, most, itd. Ima visinu od 1 m i dužinu 1,4 m. Efikasnost je konstantna - oko 52%. Snaga industrijskog uređaja je 5 kW. Na udaljenosti od 2 m buka vjetroelektrane je manja od 20 dB (za poređenje: buka ventilatora je od 30 do 50 dB).

Američka kompanija Wind Tronics iz Michigana razvila je kompaktnu vjetroturbinu za korištenje u privatnim domaćinstvima. Tehnološki programer je Wind Tronics, a proizvodni gigant Honeywell je započeo proizvodnju vjetroturbina. Dizajn uključuje nultu štetu po okoliš.

Ova instalacija koristi turbinski impeler (BTPS), koji omogućava vjetrogeneratoru da radi u mnogo širem rasponu brzina vjetra, istovremeno smanjujući mehanički otpor i težinu turbine. Wind Tronics počinje da se okreće brzinom vetra od samo 0,45 m/s i radi do brzine od 20,1 m/s! Proračuni pokazuju da takva turbina proizvodi električnu energiju u prosjeku 50% češće i duže od tradicionalnih vjetrogeneratora. Inače, automatika sa anemometrom koji je stalno priključen na njega prati brzinu i smjer vjetra. Kada se postigne maksimalna radna brzina, turbina se jednostavno okreće prema vjetru sa aerodinamičnom stranom. Automatizacija sistema odmah reaguje na kišu koja se smrzava koja može izazvati zaleđivanje. Tehnologija je već patentirana u više od 120 zemalja.

Interes za male vjetroturbine raste širom svijeta. Mnoge kompanije koje rade na rješavanju ovog problema bile su prilično uspješne u kreiranju vlastitih originalnih rješenja.

Kompanija Optiwind proizvodi originalne vjetroturbine Optiwind 300 (300 kW, cijena – 75 hiljada eura) i Optiwind 150 (150 kW, cijena – 35 hiljada eura). Dizajnirani su za kolektivnu uštedu energije u selima i farmama (Sl. 12). Glavna ideja je prikupljanje energije vjetra pomoću složenih struktura od nekoliko turbina na pristojnoj visini. Optiwind 300 je opremljen tornjem od 61 metar, akceleratorska platforma je prečnika 13 m, a prečnik svake turbine je 6,5 m.

Dizajn GEDAYC turbine ima neobičan izgled (slika 13). Mala težina omogućava turbini da efikasno rotira električni generator pri brzini vjetra od 6 m/s. Novi dizajn oštrice koristi princip sličan "sistemu" zmaja. GEDAYC turbine su već instalirane na tri vjetroturbine od 500 kW koje snabdijevaju rudnike energijom. Ugradnja GEDAYC turbina i njihov probni rad su pokazali da su zahvaljujući novom dizajnu turbine lakše, pogodnije za transport i lakše za održavanje.

Earth Tronics je razvio novi tip "kućnih" vjetroturbina iz Honeywella. Sistem omogućava generiranje električne energije na vrhovima lopatica, a ne na osi (kao što je poznato, brzina rotacije vrhova lopatica je mnogo veća od brzine rotacije ose). Dakle, Honeywell turbina ne koristi mjenjač i generator, kao u konvencionalnim vjetrogeneratorima, što pojednostavljuje dizajn, smanjuje njenu težinu i prag brzine vjetra pri kojem vjetrogenerator počinje proizvoditi električnu energiju.

U Kini je kreiran pilot projekat vetrogeneratora sa magnetnom levitacijom. Magnetna suspenzija je omogućila smanjenje početne brzine vjetra na 1,5 m/s i, shodno tome, povećanje ukupne snage generatora tokom godine za 20%, što bi trebalo smanjiti troškove proizvedene električne energije.

Maglev Wind Turbine Technologies sa sjedištem u Arizoni namjerava proizvoditi vjetroturbine sa vertikalnom osovinom Maglev Turbine maksimalnog kapaciteta od 1 GW. Ovaj egzotični model vjetroturbine izgleda kao visoka zgrada, ali je mali u odnosu na svoju snagu. Jedna Maglev turbina može obezbijediti energiju za 750 hiljada domova i pokriva površinu (uključujući zonu isključenja) od oko 40 hektara. Ovu turbinu je izumio izumitelj Ed Mazur, osnivač MWTT-a. Maglev turbina lebdi na magnetskoj levitaciji. Glavne komponente nove instalacije nalaze se u prizemlju, što ih čini lakšim za održavanje. U teoriji, nova turbina radi normalno i na ekstremno slabim vjetrovima i na vrlo jakim (preko 40 m/s). Kompanija namerava da otvori naučne i obrazovne centre u blizini svojih turbina.

Proučavajući kreativno naslijeđe briljantnog ruskog inženjera Vladimira Šuhova (1853-1939), stručnjaci iz Inbitek-TI LLC-a skrenuli su pažnju na njegove ideje o korištenju hiperboloida čelične šipke u arhitekturi i građevinarstvu.

Vjetroturbina hiperboloidnog tipa

Potencijal ovakvih struktura danas nije u potpunosti proučen niti istražen. Takođe je poznato da je Šuhov svoj rad sa hiperboloidima nazvao „istraživanjem“. Na temelju njegovih ideja pojavio se razvoj vjetrogeneratora rotorskog tipa potpuno novog dizajna. Ovaj dizajn će omogućiti proizvodnju električne energije čak i pri vrlo malim brzinama vjetra. Za početak iz mirovanja potrebna je brzina vjetra od 1,4 m/s. Ovo se postiže upotrebom efekta levitacije rotora vjetrogeneratora. Vetrogenerator ovog tipa može da počne da radi čak i pri rastućim strujama vazduha, što se obično dešava pored reke, jezera ili močvare.

Mobilna vjetroturbina

Još jedan zanimljiv projekat - vjetrogenerator Mobile Wind Turbine - razvili su dizajneri studija Pope Design (Sl. 17). Ovo je mobilni vjetrogenerator smješten na bazi kamiona. Za upravljanje mobilnom vjetroturbinom potreban je samo operater-vozač. Ovaj vjetrogenerator se može koristiti u zonama prirodnih katastrofa, prilikom reagovanja u vanrednim situacijama i prilikom obnavljanja infrastrukture.

Sadašnje stanje energije vjetra, predloženi dizajn i tehnička rješenja vjetrogeneratora i „vitopera” omogućavaju stvaranje mini vjetroelektrana za privatnu upotrebu gotovo posvuda. Prag brzine za pokretanje vjetrogeneratora značajno je smanjen zahvaljujući tehničkom razvoju; indikatori težine i veličine vjetroturbina također se smanjuju. To omogućava rad vjetroelektrana u "kućnim" uvjetima.

Vrste vjetroturbina