Turbin angin tertutup jenis baru. Turbin angin - energi enam kali lebih banyak

Untuk memanfaatkan energi angin, Anda akan memerlukan detail ini:

• bilah angin – menangkap aliran angin, mengirimkan impuls ke generator angin;
• generator dan pengontrol angin – berkontribusi pada konversi impuls menjadi arus searah;
• baterai – menyimpan energi;
• inverter - membantu mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik.

Negara-negara maju sudah lama mengandalkan sumber energi terbarukan, termasuk energi angin. Akibatnya, total kapasitas seluruh pembangkit listrik tenaga nuklir yang beroperasi di dunia sedikit lebih dari 400 ribu MW, dan total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin melebihi 500 ribu MW! Namun, di negara-negara yang menaruh perhatian pada energi angin, tidak ada Gazprom maupun RAO UES. Ibarat tersangkut jarum minyak... Tapi jangan membicarakan hal-hal yang menyakitkan.

Jadi, di negara-negara yang bebas dari kemahakuasaan monopoli dan sistem klan, generator angin tipe baling-baling dengan sumbu rotasi horizontal mendominasi. Generator semacam itu memerlukan menara pendukung yang kuat dengan fondasi yang mahal, sehingga meningkatkan waktu pengembalian modal. Selain itu, unit tersebut merupakan sumber kebisingan frekuensi rendah yang kuat. Baling-baling “kincir angin” berputar dengan kecepatan hanya 15-30 putaran per menit, dan setelah gearbox kecepatannya meningkat menjadi 1500, akibatnya poros generator yang menghasilkan listrik berputar dengan kecepatan yang sama. Skema klasik ini memiliki kelemahan yang signifikan: gearbox adalah mekanisme yang rumit dan mahal (hingga 20% dari biaya seluruh generator angin), memerlukan penggantian musiman dan cepat aus (lihat).

Relevansi pengembangan turbin angin

Keadaan ini membatasi lingkaran pembeli dan memaksa mereka mencari alternatif selain pembangkit listrik tenaga angin tradisional. Turbin angin sumbu vertikal telah menjadi tren modern. Turbin ini tidak berisik dan tidak memerlukan belanja modal yang besar; lebih sederhana dan lebih murah perawatannya dibandingkan turbin aksial horizontal. Generator angin dengan sumbu horizontal dipindahkan ke mode pelindung (autorotasi) pada kecepatan angin maksimum, melebihi yang penuh dengan kehancuran struktur. Dalam mode ini, baling-baling terputus dari pengganda dan generator, dan tidak ada listrik yang dihasilkan. Dan rotor dengan sumbu vertikal mengalami tekanan mekanis yang jauh lebih sedikit pada kecepatan angin yang sama dibandingkan rotor dengan sumbu horizontal. Selain itu, yang terakhir ini memerlukan sistem orientasi angin yang mahal.

Sampai saat ini, diyakini bahwa untuk VAWT tidak mungkin memperoleh koefisien kecepatan (perbandingan kecepatan linier maksimum sudu dengan kecepatan angin) yang lebih besar dari satu. Premis yang terlalu luas ini, yang hanya berlaku untuk jenis rotor tertentu, telah menghasilkan kesimpulan yang salah bahwa pemanfaatan energi angin maksimum untuk turbin angin sumbu vertikal lebih rendah dibandingkan turbin angin yang digerakkan oleh baling-baling sumbu horizontal, itulah sebabnya mengapa Turbin angin jenis ini sudah ada hampir 40 tahun, namun belum dikembangkan sama sekali. Dan baru pada tahun 60an-70an, pertama oleh spesialis Kanada dan kemudian Amerika dan Inggris, secara eksperimental terbukti bahwa kesimpulan ini tidak berlaku untuk rotor Darrieus yang menggunakan gaya angkat bilah. Untuk rotor ini, rasio maksimum yang ditentukan antara kecepatan linier benda kerja dengan kecepatan angin mencapai 6:1 atau lebih, dan koefisien pemanfaatan energi angin tidak lebih rendah dibandingkan dengan rotor aksial horizontal (tipe baling-baling). Peran penting juga dimainkan oleh fakta bahwa jumlah penelitian teoritis tentang aerodinamika rotor aksial vertikal dan pengalaman mengembangkan dan mengoperasikan generator angin berdasarkan pada rotor tersebut jauh lebih sedikit dibandingkan dengan rotor aksial horizontal.

Telah tercipta turbin angin tipe sumbu vertikal (sebutan internasional VAWT) yang berbeda dari yang lain, yang efisiensi pemanfaatan energi anginnya tidak kalah dengan generator angin terbaik dunia dengan sumbu putar horizontal. Pendekatan inovatif dan multifaset terhadap desain generator angin vertikal didasarkan, antara lain, pada penggunaan rotor yang dipasang rendah dan tahan lama, di bagian pinggirannya terdapat banyak layar sayap yang dipasang.

Rotor dilengkapi dengan penyangga sasis beroda, yang memungkinkannya berputar pada sumbu tetap dengan posisi stabil di atas pondasi karena roda sasis. Banyak layar-sayap menghasilkan torsi tinggi karena gaya aerodinamis. Apa yang membuat desain ini memecahkan rekor kepadatan daya. Diameter rotor bisa 10 meter. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk memasang sayap dengan luas lebih dari 200 meter persegi pada rotor tersebut, yang memungkinkan menghasilkan listrik hingga seratus kilowatt.

Dimensi dan berat unit

Selain itu, bobot unit tersebut sangat kecil sehingga dapat dipasang di atap bangunan dan dengan demikian menyediakan catu daya otonom. Atau dimungkinkan untuk mengalirkan listrik ke suatu benda di pegunungan yang tidak terdapat saluran listrik. Meningkatkan kekuatan ke nilai yang sangat besar dapat dicapai dengan mereplikasi unit-unit tersebut. Artinya, dengan memasang banyak instalasi serupa, kami mencapai daya yang dibutuhkan.

Efisiensi teknis

Adapun efisiensi teknis. Prototipe kami, dengan tinggi bilah 800 mm dan dimensi melintang 800 mm, pada kecepatan angin 11 m/s, mengembangkan tenaga mekanis sebesar 225 W (pada 75 rpm). Pada saat yang sama, ia berdiri di ketinggian kurang dari satu meter dari permukaan bumi. Menurut sumber daya http://www.rktp-trade.ru, daya yang sebanding (300 W) dikembangkan oleh turbin angin vertikal berbilah lima yang dipasang pada tiang enam meter, dan memiliki lima bilah 1.200 mm yang dipasang pada tiang. diameter keseluruhan 2.000 mm. Artinya, jika kita menyamakan area yang terkena angin dari kincir angin yang dibandingkan, ternyata prototipe tersebut 2,5...3 kali lebih hemat energi daripada kincir angin yang diketahui, dengan mempertimbangkan fakta bahwa angin di dekat kincir angin tanah lebih lemah karena kedekatannya dengan permukaan batas dan memiliki sifat turbulen yang nyata.

Berdasarkan hal ini, mengetahui bahwa analog yang dijelaskan memiliki faktor pemanfaatan energi angin (WEC) sebesar 0,2, kita dapat memperkirakan prototipe WEC sebesar 0,48, yang jauh lebih tinggi daripada VAWT tipe Savonius dan Daria dan sesuai dengan dunia. contoh terbaik generator angin sumbu horizontal. Pada saat yang sama, konsumsi material dan biaya prototipe jauh lebih rendah dibandingkan turbin angin yang dipasang di baling-baling yang memiliki mekanisme orientasi angin dan nacelle yang dipasang tinggi dengan gearbox step-up tipe planetary yang mahal.

Penilaian perbandingan efisiensi rotor turbin angin dari berbagai jenis- Tabel 1.

Keunggulan Turbin Angin Sumbu Vertikal VAWT

• Perangkat berputar ke arah yang sama di segala arah angin. Sedangkan nacelles generator angin horizontal harus diorientasikan ke arah angin, yang meningkatkan biaya desain dan mengurangi masa pakai bagian yang bergerak dari mekanisme putaran.
• Pembangkitan listrik di VAWT dimulai pada kecepatan angin 5 m/s.
• Turbin ini memiliki kualitas bilah aerodinamis yang tinggi dan arsitektur inovatif, yang memungkinkannya mencapai efisiensi energi angin minimal 47%.
• Turbin tidak memerlukan perawatan generator (annular flat linear tanpa sikat dan bantalan).
• Peningkatan daya dicapai dengan memasang modul tambahan.
• VAWT tidak memiliki batasan ketika dipasang di dekat perumahan dan tidak menimbulkan radiasi elektromagnetik dan akustik yang tidak dapat diterima. Hal ini memungkinkan turbin dipasang di kawasan berpenduduk, termasuk di atap gedung bertingkat, tanpa mengurangi pemandangan lanskap.
• VAWT sama sekali tidak berbahaya dan dapat dipasang pada jalur migrasi burung yang bermigrasi.
• Turbin ini tahan terhadap angin kencang dan bahkan mampu menahan angin topan. Hal ini dicapai melalui mekanisme perubahan otomatis sudut serang bilah turbin vertikal (gambar ditunjukkan di atas).
• VAWT memiliki komponen ringan dan sederhana yang mudah diangkut dan dipasang.
• Turbin dilindungi dari petir.

Sampai saat ini, model 3-D ukuran penuh dari bagian mekanis turbin telah selesai (dengan tinggi bilah vertikal 8 m), serta gambar kerja bagian dan rakitan rotor dan unit putarannya. telah selesai. Gambar untuk generator listrik dan bilah dikembangkan dengan mempertimbangkan kepatuhan maksimum terhadap kriteria “harga - kualitas”.

Proyek ini melibatkan desain, manufaktur, dan pengujian sampel VAWT ukuran penuh (tinggi bilah vertikal 8m). Setelah itu direncanakan untuk mengatur produksi industri dari instalasi tersebut setelah melakukan debug pada model percontohan, dengan instalasi tersebut dilengkapi di daerah non-listrik di daerah pedesaan dan bangunan di kota.

Area penerapan generator angin inovatif pada prinsipnya sama dengan analognya. Artinya, pembangkitan listrik di tempat-tempat yang tidak terdapat sumber stasioner, serta penggunaan metode pembangkitan listrik lainnya tidak menguntungkan secara ekonomi. Secara khusus, ini adalah objek tujuan khusus yang memerlukan pasokan listrik otonom, misalnya, suar dan suar radio, pos perbatasan dan pos perbatasan, pos meteorologi dan navigasi udara otomatis.

"eureka" yang tak ada habisnya

Ingat penemu dan matematikawan Yunani Archimedes, yang berseru “eureka! (Saya menemukannya!)” ketika dia menemukan hukum dasar hidrostatika? Dari zaman kuno hingga saat ini, umat manusia selalu mencari penemuan-penemuan baru. Bidang penaklukan energi angin pun tidak ketinggalan. Generator angin generasi baru menghantui para ilmuwan dan insinyur yang berpraktik. Pencarian abadi memberikan hasil yang bermanfaat dan dari waktu ke waktu di beberapa titik di dunia, keheningan penemuan dipecahkan oleh seruan gembira - “Eureka”!

Kali ini pahlawannya adalah seorang Amerika tua, 89 tahun, veteran Perang Dunia II Raymond Green dari California, yang telah memikirkan masalah perbaikan jenis turbin angin yang ada selama bertahun-tahun. Akhirnya ia berhasil menciptakan generator angin yang nyaris senyap dan aman bagi teman terbang manusia. Gagasan yang ia ciptakan, seberat 20 kg, dalam satu gerakan memecahkan banyak masalah yang dihadapi generator angin modifikasi lama.

Apa perbedaan mendasar antara instalasi yang ditemukan? Yang paling penting adalah tidak ada bilah yang berputar di bagian luarnya. Segala isinya tersembunyi di dalam selubung yang melindungi burung dari kematian. Perbedaan signifikan kedua adalah desain baru memungkinkan penggunaan bilah dengan bentang kecil, sehingga membantu mengurangi kebisingan.

Sayangnya, di sinilah perkenalan dengan unit baru berakhir. Kita tidak dapat mengetahui sebanyak yang diketahui oleh penemunya sendiri tentang gagasannya sampai produk tersebut diproduksi massal. Penulis proyek yakin bahwa dalam dua tahun hal ini akan terjadi dan ahli geologi di kamp penelitian yang jauh, dokter di rumah sakit militer di negara-negara dunia ketiga, orang-orang yang terkena dampak dari zona bencana alam, dan penduduk desa-desa terpencil akan menggunakan listrik dari penemuannya. .

Kemungkinan yang mustahil

Pernahkah Anda memikirkan pertanyaan mengapa energi angin hanya digunakan oleh para pemberani dan pengrajin yang bersemangat? Artinya, tidak semua orang yang membutuhkan berisiko menggunakan pembangkit listrik jenis ini. Ya, karena tenaga angin sendiri pada modifikasi sebelumnya berukuran besar, sulit dipasang, dan tidak sepenuhnya nyaman dioperasikan (coba naik ke ketinggian tiang dan perbaiki genset). Dan bilah yang berputar menimbulkan banyak suara dan berbahaya bagi burung. Dan tidak ada jalan keluarnya, harganya yang mahal.

Masalah-masalah ini tetap menjadi masa lalu dengan munculnya generator angin generasi baru. Ada beberapa jenisnya dan kami membicarakan salah satunya di bagian pertama artikel ini. Perwakilan kedua dari sejumlah produk baru adalah generator angin tanpa roda gigi, di mana energi dihasilkan oleh “ujung” bilahnya. Tidak ada poros tradisional dari baling-baling ke generator, dan listrik diambil dari tepi baling-baling.

Rotornya berupa pelek feromagnetik dipasang pada sayap kincir angin. Desainnya sederhana, mudah dibuat dan dipasang. Namun penempatan magnet permanen di ujung impeler membuatnya lebih berat, sehingga mengurangi efisiensi pemasangan secara keseluruhan. Namun unit ini mudah digunakan, karena desainnya yang sederhana tidak memerlukan perhatian yang berlebihan. Generator angin semacam itu dapat beroperasi di mana saja dalam kondisi iklim apa pun.

Apa yang kemarin tampak mustahil kini menjadi kenyataan sehari-hari.

Generator angin tunduk pada intelektual

Dari jarak jauh, sama sekali tidak terlihat seperti generator angin, tetapi kemungkinan besar seperti menara air dengan bentuk yang tidak biasa untuk struktur seperti itu. Jika Anda mendekat, Anda akan melihat putaran bilahnya yang lambat. Poros vertikal berputar sepenuhnya tanpa suara.

Salah satu perusahaan Amerika di Arizona, di bawah kepemimpinan insinyur Mazur, akan memproduksi secara massal turbin raksasa tersebut. Menurut perhitungannya, listrik saja sudah cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik di kota metropolitan yang berpenduduk 750 ribu rumah. Pada tahun 2007, insinyur tersebut menetapkan tujuan untuk berulang kali meningkatkan efisiensi generator angin pada sumbu vertikal dan telah mendekati tujuannya selama ini.

Penemunya bekerja dalam dua arah: pertama, membuat bilahnya menangkap aliran udara sebanyak mungkin, dan kedua, mengurangi gesekan penyangga bilah angin hingga nol. Rotor vertikal yang besar harus melakukan tugas pertama, dan turbin levitasi magnetik yang berputar harus melakukan tugas kedua.

Tugas kedua perlu dibahas lebih detail. Rotasi tanpa gesekan dicapai melalui levitasi magnetik, yang telah kita bahas dalam artikel tentang prinsip pengoperasian generator angin di bagian berjudul “Pencipta Kemungkinan Baru”. Saat berputar, seluruh blok rotor vertikal naik pada porosnya dan tidak menyentuh bantalan penyangga bawah sama sekali. Itu dipasang hanya untuk permulaan, untuk mempercepat turbin. Segera setelah kecepatannya bertambah, ia menjadi seolah-olah tidak berbobot dan terlepas dari posisinya. Akibatnya gesekan berkurang hingga nol, kecuali gesekan turbin itu sendiri dengan udara. Efisiensi segera melonjak.

Turbin raksasa ini sangat sensitif dan bereaksi terhadap hembusan angin sekecil apa pun. Kemampuan untuk meningkat selama rotasi akibat levitasi magnetik telah lama menyibukkan para ilmuwan dan pemikir inventif planet ini. Ini adalah fenomena di mana benda atau benda apa pun, yang mempunyai berat, terlepas dari permukaan dan mengapung di angkasa tanpa adanya gaya tolak yang diterapkan. Terbangnya burung bukan lagi levitasi.

Generator angin vertikal dengan kemampuan melayang dari rotor kini telah menangkap pemikiran para insinyur dan penemu. Dan sekarang hasil pertama sudah terlihat. Dalam proyek Mazur, rotor "mengambang" pada levitasi magnetik terlihat, dan motor sinkron linier dipasang sebagai pengganti generator. Generator angin levitasi magnetik dengan banyak bilah menangkap aliran udara sebanyak mungkin dan, menurut para ilmuwan, turbin semacam itu akan menghasilkan listrik dengan harga yang sangat murah - kurang dari satu sen per kilowatt-jam.

Rotor Onipka - generator angin untuk kecepatan angin rendah dan sedang:

Menakjubkan! Tapi itu akan segera terjadi. Sumber energi alternatif generasi ketiga akan merevolusi dunia secara keseluruhan. Permulaannya telah dibuat. Turbin angin adalah tenaga listrik masa depan umat manusia.

Perkenalan

Meskipun bentuk energi alternatif, seperti turbin angin, misalnya, masih kurang mendapat perhatian, namun tetap berkembang pesat. Mungkin negara-negara yang berkuasa akan segera memahami bahwa penambangan yang sembrono lebih banyak merugikan daripada menguntungkan, dan bentuk energi alami akan menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari. Harapan ini erat kaitannya dengan beberapa waktu lalu diumumkan kemunculan pembangkit listrik tenaga angin generasi ketiga.

Apa itu generator angin generasi ketiga

Secara tradisional diyakini bahwa perangkat generasi pertama yang mengubah energi angin adalah layar kapal biasa dan sayap pabrik. Lebih dari satu abad yang lalu, dengan perkembangan penerbangan, generator angin generasi kedua muncul - sebuah mekanisme yang pengoperasiannya didasarkan pada prinsip aerodinamika sayap.

Itu adalah terobosan pada saat itu! Padahal jika dilihat secara keseluruhan, kincir angin generasi kedua berkekuatan rendah, karena fitur desainnya tidak dapat beroperasi dalam kondisi angin kencang. Oleh karena itu, untuk memperoleh lebih banyak listrik, perlu dilakukan peningkatan ukuran, yang memerlukan tambahan biaya finansial untuk pengembangan, produksi, pemasangan, dan pengoperasiannya. Tentu saja, keadaan seperti ini tidak bisa bertahan lama.

Pada awal tahun 2000-an, pakar pengembangan mengumumkan kemunculan generator angin generasi ketiga - turbin angin. Desain, prinsip pengoperasian, pemasangan, dan yang terpenting, kekuatan perangkat baru ini secara fundamental berbeda dari pendahulunya.

Perangkat

Kesederhanaan. Kata inilah yang dapat digunakan untuk menggambarkan desain generator turbin angin. Dibandingkan dengan generator angin berbilah, turbin angin memiliki jumlah unit kerja yang jauh lebih sedikit dan elemen tetap yang lebih banyak, sehingga lebih tahan terhadap berbagai beban statis dan dinamis.

Desain turbin angin:

• fairing, ada internal dan eksternal;
• fairing rakitan turbogenerator;
• gondola;
• turbin;
• generator;
• unit pengikat dinamis.

Di antara sistem tambahan, generator angin dilengkapi dengan unit inversi, akumulasi dan kontrol. Tidak ada sistem untuk menyesuaikan bilah dan orientasi terhadap angin, yang merupakan sistem tradisional untuk generator angin berbilah. Yang terakhir digantikan oleh fairing, yang juga berfungsi sebagai nosel, menangkap angin dan meningkatkan tenaganya. Jika kita memperhitungkan bahwa energi aliran angin sama dengan kecepatannya dalam kubus V3, maka karena adanya nosel rumusnya menjadi seperti ini: V3x4 = Ex64. Apalagi karena desainnya yang silindris, fairingnya memiliki kemampuan menyesuaikan diri dengan arah angin.

Keuntungan

Setiap produk atau penemuan baru harus selalu menonjol dibandingkan pendahulunya, dan selalu menjadi lebih baik. Semua ini dapat dikatakan tentang generator angin baru dengan desain turbo. Salah satu keunggulan utama turbin angin adalah ketahanannya terhadap angin kencang. Desainnya dirancang sedemikian rupa sehingga dapat beroperasi secara efisien dan aman melampaui batas kritis turbin angin berbilah konvensional: dari 25 m/detik hingga 60 m/detik. Namun ini bukan satu-satunya kelebihan yang dimiliki turbin angin, ada beberapa di antaranya:

1. Kurangnya gelombang infrasonik. Para ilmuwan akhirnya berhasil memecahkan salah satu masalah penting yang dimiliki turbin angin. Justru karena adanya efek samping inilah APU (pembangkit listrik tenaga angin) dikritik oleh para penentang energi alternatif, infrasonik berdampak negatif terhadap lingkungan hidup. Namun kini, berkat tidak adanya gelombang infrasonik, generator angin tipe turbin dapat dipasang bahkan di dalam batas kota.



2. Tidak adanya bilah menghilangkan beberapa tugas yang dihadapi para perancang dan produsen generator angin. Pertama, biaya usaha dan uang yang signifikan untuk pengendalian operasional turbin angin berbilah dihilangkan. Kedua, bilah kincir angin merupakan elemen generator angin yang paling sulit dibuat. Bagian terbesar dari biaya turbin angin konvensional adalah biaya pembuatan bilahnya. Selain itu, ada kasus yang diketahui ketika, saat hembusan angin kencang, bilahnya patah, menyebarkan pecahannya hingga ratusan meter.
3. Mudah dirakit dan dipasang. Semua struktur atau komponen kompleks diproduksi dan dirakit oleh pabrik; hanya tahap terakhir perakitan dan pemasangan tiang yang dilakukan di lokasi. Ditambah lagi, elemen struktur yang ringan memungkinkan Anda menggunakan alat pengangkat yang paling umum saat memasang generator angin.
4. Diagram koneksi. Berbeda dengan APU berbilah, turbin dihubungkan sesuai skema standar. Fakta ini sama sekali tidak mempengaruhi kondisi teknis yang dikemukakan oleh pemilik turbin angin di masa depan.
5. Masa pakai yang lama disebabkan oleh bahan dari mana generator angin dan bagian-bagiannya dibuat. Dengan mempertimbangkan pemeliharaan preventif yang diperlukan saat mengoperasikan turbin angin, masa pakai perangkat bisa mencapai 50 tahun.



Geografi pengoperasian APU turbin

Lokasi yang paling realistis dan optimal untuk memasang turbin generator angin adalah di tepi danau atau laut. Di dekat perairan, generator angin seperti itu akan bekerja hampir sepanjang tahun, karena berkat perangkat noselnya, ia sangat sensitif terhadap angin sepoi-sepoi dan manifestasi angin sekecil apa pun dengan kecepatan 2 m/detik.

Dengan keberhasilan yang sama, VST akan beroperasi di dalam kota, di mana generator angin konvensional tidak dapat berfungsi karena beberapa alasan yang diketahui:

1. Ketidakamanan turbin angin berbilah.
2. Infrasonik yang mereka pancarkan.
3. Kecepatan angin minimum untuk pengoperasian generator angin berbilah adalah 4 m/detik.

Fakta menarik yang membuktikan keunggulan VTU

Salah satu landasan yang mendasari posisi penentang energi alternatif adalah pembangkit listrik tenaga angin mengganggu pengoperasian peralatan lokasi. Selama pengoperasian, generator angin mengganggu aliran gelombang radio. Mengingat ukuran masing-masing pembangkit listrik tenaga angin, yang dapat berkisar dari beberapa puluh hingga ratusan kilometer persegi, dapat dimengerti mengapa pemerintah di banyak negara mulai memblokir proyek energi alternatif di tingkat negara bagian - ini merupakan ancaman langsung terhadap keamanan nasional. .


Oleh karena itu, sebuah perusahaan Perancis yang memproduksi komponen untuk generator angin mengambil tugas yang sulit dalam pelaksanaannya - membuat pembangkit listrik tenaga angin itu sendiri tidak terlihat oleh radar, dan bukan ruang di sekitar generator angin. Untuk tujuan ini, pengalaman yang diperoleh dalam pembuatan pesawat siluman akan digunakan. Komponen baru rencananya akan dilepas ke pasaran pada tahun 2015.

Namun di manakah fakta yang membuktikan keunggulan VST dibandingkan turbin angin berbilah? Namun faktanya turbin angin tidak mengganggu pengoperasian peralatan lokasi bahkan tanpa teknologi Stealth yang mahal.

Prospek pengembangan energi angin alternatif

Upaya pertama untuk mulai menggunakan generator angin dalam skala industri dilakukan pada pertengahan abad terakhir, tetapi tidak berhasil. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sumber daya minyak relatif murah, dan pembangunan pembangkit listrik tenaga angin membutuhkan biaya yang tidak menguntungkan. Namun 25 tahun kemudian situasinya telah berubah secara radikal.

Sumber energi alternatif mulai berkembang secara intensif pada tahun 70-an abad terakhir, setelah laju teknik mesin di dunia meningkat tajam dan negara-negara menghadapi kekurangan minyak, yang menyebabkan krisis minyak pada tahun 1973. Kemudian, untuk pertama kalinya, sektor energi non-tradisional di beberapa negara mendapat dukungan pemerintah dan generator angin mulai digunakan dalam skala industri. Pada tahun 80-an, industri energi angin global mulai mencapai swasembada, dan saat ini negara-negara seperti Denmark, Jerman, dan Australia hampir 30% melakukan swasembada sumber energi alternatif, termasuk pembangkit listrik tenaga angin.


Sayangnya, dan mungkin untungnya, tren pasar minyak tahun lalu dengan harga minyak yang tidak stabil membuat kita berpikir serius bahwa masa-masa di mana minyak murah itu bagus sudah lewat. Saat ini, bagi banyak negara, semakin murah harga minyak, semakin menguntungkan pengembangan energi non-tradisional; hal ini terutama berlaku di negara-negara CIS. Oleh karena itu, terdapat prasyarat bagi pengembangan energi angin. Mari kita lihat bagaimana jadinya.

Menipisnya sumber daya alam secara terus-menerus telah menyebabkan fakta bahwa umat manusia akhir-akhir ini sibuk mencari sumber energi alternatif. Saat ini jenis energi alternatif yang dikenal cukup banyak, salah satunya adalah penggunaan tenaga angin.

Energi angin telah dimanfaatkan manusia sejak zaman dahulu, misalnya dalam pengoperasian kincir angin. Generator angin (turbin angin) pertama yang digunakan untuk menghasilkan listrik dibangun di Denmark pada tahun 1890. Perangkat semacam itu mulai digunakan ketika diperlukan untuk menyediakan listrik ke daerah yang sulit dijangkau.

Prinsip pengoperasian generator angin:

• Angin memutar roda dengan bilah, yang meneruskan torsi ke poros generator melalui gearbox.
• Inverter melakukan tugas mengubah arus listrik searah yang diterima menjadi arus bolak-balik.
• Baterai dirancang untuk mensuplai tegangan ke jaringan tanpa adanya angin.

Kekuatan turbin angin berbanding lurus dengan diameter roda angin, ketinggian tiang dan gaya angin. Saat ini, generator angin diproduksi dengan diameter sudu 0,75 hingga 60 m atau lebih. Turbin angin terkecil dari semua turbin angin modern adalah G-60. Diameter rotor yang mempunyai lima bilah ini hanya 0,75 m; pada kecepatan angin 3-10 m/s mampu menghasilkan daya 60 W; beratnya 9 kg. Instalasi ini berhasil digunakan untuk penerangan, pengisian baterai dan pengoperasian peralatan komunikasi.

Semua generator angin dapat diklasifikasikan menurut beberapa prinsip:

• Sumbu rotasi.
• Jumlah bilah.
• Bahan dari mana bilahnya dibuat.
• Sekrup pitch.

Klasifikasi berdasarkan sumbu rotasi:

• Horisontal.
• Vertikal.

Yang paling populer adalah generator angin horizontal, yang sumbu rotasinya sejajar dengan tanah. Jenis ini disebut “kincir angin”, yang bilahnya berputar melawan angin. Desain generator angin horizontal menyediakan putaran otomatis pada bagian kepala (mencari angin), serta putaran bilah untuk menggunakan angin berdaya rendah.

Turbin angin vertikal kurang efisien. Bilah-bilah turbin semacam itu berputar sejajar dengan permukaan bumi ke segala arah dan kekuatan angin. Karena ke segala arah angin, separuh bilah roda angin selalu berputar melawannya, kincir angin kehilangan separuh tenaganya, yang secara signifikan mengurangi efisiensi energi instalasi. Namun turbin angin jenis ini lebih mudah dipasang dan dirawat karena gearbox dan generatornya terletak di atas tanah. Kerugian dari generator vertikal adalah: pemasangan yang mahal, biaya pengoperasian yang signifikan, dan juga fakta bahwa pemasangan turbin angin membutuhkan banyak ruang.

Generator angin horizontal lebih cocok untuk menghasilkan listrik pada skala industri, digunakan dalam pembuatan sistem pembangkit listrik tenaga angin. Yang vertikal sering digunakan untuk kebutuhan peternakan swasta kecil.

Klasifikasi berdasarkan jumlah bilah:

• Dua bilah.
• Tiga bilah.
• Multi-bilah (50 bilah atau lebih).

Berdasarkan jumlah bilah, semua instalasi dibagi menjadi dua dan tiga bilah dan multi bilah (50 bilah atau lebih). Untuk menghasilkan jumlah listrik yang dibutuhkan, yang diperlukan bukanlah fakta putaran, tetapi pencapaian jumlah putaran yang diperlukan.

Setiap bilah (tambahan) meningkatkan hambatan total roda angin, yang mempersulit pencapaian kecepatan pengoperasian generator. Jadi, instalasi multi-bilah memang mulai berputar pada kecepatan angin yang lebih rendah, namun digunakan dalam kasus di mana fakta rotasi itu sendiri penting, seperti misalnya saat memompa air. Generator angin dengan jumlah bilah yang banyak praktis tidak digunakan untuk menghasilkan listrik. Selain itu, tidak disarankan memasang gearbox pada mereka, karena ini memperumit desain dan juga membuatnya kurang dapat diandalkan.

Klasifikasi menurut bahan bilahnya:

• Generator angin dengan bilah kaku.
• Generator angin berlayar.

Perlu dicatat bahwa bilah layar jauh lebih sederhana untuk diproduksi dan oleh karena itu lebih murah dibandingkan logam kaku atau fiberglass. Namun penghematan tersebut dapat menimbulkan biaya yang tidak terduga. Jika diameter kincir angin 3 m, maka pada kecepatan generator 400-600 rpm, ujung sudu mencapai kecepatan 500 km/jam. Mempertimbangkan fakta bahwa udara mengandung pasir dan debu, fakta ini merupakan ujian serius bahkan untuk bilah keras, yang, dalam kondisi pengoperasian yang stabil, memerlukan penggantian tahunan lapisan anti korosi yang diaplikasikan pada ujung bilah. Jika Anda tidak memperbarui film anti-korosi, bilah keras secara bertahap akan mulai kehilangan karakteristik kinerjanya.

Bilah jenis layar memerlukan penggantian tidak setahun sekali, tetapi segera setelah angin kencang pertama terjadi. Oleh karena itu, catu daya otonom, yang memerlukan keandalan komponen sistem yang signifikan, tidak mempertimbangkan penggunaan bilah tipe layar.

Klasifikasi berdasarkan jarak baling-baling:

• Memperbaiki jarak baling-baling.
• Jarak baling-baling variabel.

Tentu saja, jarak baling-baling variabel meningkatkan kisaran kecepatan operasi efektif generator angin. Namun, pengenalan mekanisme ini menyebabkan komplikasi pada desain bilah, peningkatan bobot roda angin, dan juga mengurangi keandalan turbin angin secara keseluruhan. Konsekuensi dari hal ini adalah kebutuhan untuk memperkuat struktur, yang menyebabkan peningkatan signifikan dalam biaya sistem tidak hanya selama akuisisi, tetapi juga selama pengoperasian.

Generator angin modern adalah produk teknologi tinggi yang kapasitasnya berkisar antara 100 hingga 6 MW. Turbin angin dengan desain inovatif memungkinkan penggunaan energi angin paling lemah secara hemat biaya – mulai dari 2 m/s. Dengan bantuan generator angin, saat ini masalah pasokan listrik ke pulau atau fasilitas lokal dengan kapasitas berapa pun dapat berhasil diselesaikan.

Turbin angin

Jenis turbin angin. Desain baru dan solusi teknis

Energi angin sangat mencolok dalam keragaman dan desain generator angin yang tidak biasa. Desain generator angin yang ada, serta proyek yang diusulkan, menempatkan energi angin di luar persaingan dalam hal orisinalitas solusi teknis dibandingkan dengan semua kompleks energi mini lainnya yang beroperasi menggunakan sumber energi terbarukan.

Saat ini terdapat banyak desain konseptual generator angin yang berbeda, yang dapat dibagi menjadi dua tipe utama berdasarkan jenis roda angin (rotor, turbin, baling-baling). Ini adalah turbin angin dengan sumbu rotasi horizontal (baling-baling) dan sumbu vertikal (rotari, yang disebut turbin berbentuk H).

Turbin angin dengan sumbu putar mendatar

Turbin angin dengan sumbu putar mendatar. Pada kincir angin dengan sumbu putar horizontal, poros rotor dan generator terletak di bagian atas, dan sistem harus diarahkan ke arah angin. Turbin angin kecil dipandu menggunakan sistem baling-baling angin, sedangkan instalasi (industri) yang lebih besar memiliki sensor angin dan servo yang mengubah sumbu rotasi menjadi angin. Kebanyakan turbin angin industri dilengkapi dengan gearbox yang memungkinkan sistem menyesuaikan dengan kecepatan angin saat ini. Karena tiang menciptakan aliran turbulen di belakangnya, roda angin biasanya berorientasi pada arah melawan aliran udara. Bilah-bilah kincir angin dibuat cukup kuat agar tidak bersentuhan dengan tiang akibat hembusan angin kencang. Turbin angin jenis ini tidak memerlukan pemasangan mekanisme orientasi angin tambahan.

Roda angin dengan sumbu horizontal

Roda angin dapat dibuat dengan jumlah bilah yang berbeda-beda: dari generator angin berbilah tunggal dengan beban penyeimbang hingga generator angin berbilah banyak (dengan jumlah bilah hingga 50 atau lebih). Roda angin dengan sumbu horizontal rotasi kadang-kadang dilakukan dengan arah tetap, mis. mereka tidak dapat berputar pada sumbu vertikal yang tegak lurus terhadap arah angin. Generator angin jenis ini hanya digunakan jika terdapat satu arah angin yang dominan. Dalam kebanyakan kasus, sistem tempat roda angin dipasang (yang disebut kepala) berbentuk putar, berorientasi pada arah angin. Generator angin kecil menggunakan sirip ekor untuk tujuan ini, sedangkan generator angin besar menggunakan elektronik untuk mengontrol orientasinya.

Untuk membatasi kecepatan putaran kincir angin pada kecepatan angin tinggi, digunakan beberapa cara, antara lain memasang sudu-sudu pada posisi berbulu, menggunakan katup yang berdiri di atas sudu-sudu atau berputar bersamanya, dan lain-lain. dipasang pada poros generator, atau torsi dapat disalurkan dari peleknya melalui poros sekunder ke generator atau mesin kerja lainnya.

Saat ini ketinggian tiang pembangkit angin industri bervariasi antara 60 hingga 90 m, roda angin berputar 10-20 putaran per menit. Beberapa sistem memiliki gearbox yang dapat diganti yang memungkinkan roda angin berputar lebih cepat atau lebih lambat tergantung pada kecepatan angin, dengan tetap mempertahankan pembangkitan listrik. Semua generator angin modern dilengkapi dengan sistem untuk mematikan otomatis jika terjadi angin terlalu kencang.

Keuntungan utama dari sumbu horizontal adalah sebagai berikut: pitch bilah turbin yang bervariasi, memungkinkan penggunaan energi angin secara maksimal tergantung pada kondisi atmosfer; tiang yang tinggi memungkinkan Anda “menjangkau” angin yang lebih kencang; efisiensi tinggi karena arah roda angin tegak lurus terhadap angin.

Namun, sumbu horizontal memiliki sejumlah kelemahan. Diantaranya adalah tiang yang tinggi hingga 90 m dan panjang bilah yang sulit diangkut, besarnya tiang, perlunya mengarahkan poros ke arah angin, dll.

Mesin angin dengan sumbu putar vertikal. Keuntungan utama dari sistem seperti ini adalah tidak perlu mengarahkan sumbu ke arah angin, karena turbin angin menggunakan angin yang datang dari segala arah. Selain itu, desain disederhanakan dan beban giroskopik berkurang, menyebabkan tekanan tambahan pada bilah, sistem roda gigi, dan elemen instalasi lainnya dengan sumbu rotasi horizontal. Instalasi seperti ini sangat efektif di daerah dengan angin yang bervariasi. Turbin aksial vertikal beroperasi pada kecepatan angin rendah dan segala arah angin tanpa orientasi terhadap angin, namun memiliki efisiensi yang rendah.

Penulis ide pembuatan turbin dengan sumbu putar vertikal (turbin berbentuk H) adalah insinyur Perancis George Jean Marie Darius (Jean Marie Darier). Generator angin jenis ini dipatenkan pada tahun 1931. Berbeda dengan turbin sumbu horizontal, turbin berbentuk H “menangkap” angin saat berubah arah tanpa mengubah posisi rotor itu sendiri. Oleh karena itu, generator angin jenis ini tidak memiliki “ekor” dan bentuknya seperti tong. Rotor memiliki sumbu rotasi vertikal dan terdiri dari dua hingga empat bilah melengkung.

Bilah-bilah tersebut membentuk struktur spasial yang berputar di bawah pengaruh gaya angkat yang timbul pada bilah-bilah dari aliran angin. Pada rotor Daria, koefisien pemanfaatan energi angin mencapai nilai 0,300,35. Baru-baru ini telah dilakukan pengembangan pada mesin putar Darrieus dengan bilah lurus. Kini generator angin Darrieus dapat dianggap sebagai pesaing utama generator angin tipe baling-baling.

Pemasangannya memiliki efisiensi yang cukup tinggi, namun menimbulkan beban serius pada tiang. Sistem ini juga memiliki torsi awal yang besar, yang sulit dihasilkan oleh angin. Paling sering hal ini dilakukan oleh pengaruh eksternal.

Jenis roda angin lainnya adalah rotor Savonius, yang dibuat oleh insinyur Finlandia Sigurt Savonius pada tahun 1922. Torsi terjadi ketika udara mengalir di sekitar rotor karena perbedaan hambatan antara bagian cembung dan cekung pada rotor. Rodanya sederhana, namun memiliki faktor pemanfaatan energi angin yang sangat rendah - hanya 0,1-0,15.

Keuntungan utama generator angin vertikal adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi angin. Generatornya dan mekanisme lainnya terletak di ketinggian rendah dekat pangkalan. Semua ini sangat menyederhanakan desain. Elemen kerja terletak dekat dengan tanah, sehingga lebih mudah perawatannya. Kecepatan angin pengoperasian minimum yang rendah (2-2,5 m/s) menghasilkan lebih sedikit kebisingan.

Namun, kelemahan serius dari turbin angin ini adalah perubahan signifikan pada kondisi aliran di sekitar sayap selama satu putaran rotor, yang berulang secara siklis selama operasi. Karena kehilangan rotasi terhadap aliran udara, sebagian besar turbin angin dengan sumbu rotasi vertikal hampir setengah efisiensinya dibandingkan turbin angin dengan sumbu horizontal.

Pencarian solusi baru dalam energi angin terus berlanjut, dan sudah ada penemuan orisinal, misalnya turbosail. Generator angin dipasang dalam bentuk pipa vertikal panjang setinggi 100 m, yang di dalamnya terjadi aliran udara yang kuat karena adanya gradien suhu di antara ujung-ujung pipa. Generator listrik itu sendiri, bersama dengan turbin, diusulkan untuk dipasang di dalam pipa, sehingga aliran udara akan memastikan putaran turbin. Seperti yang ditunjukkan oleh praktik pengoperasian generator angin seperti itu, setelah memutar turbin dan memanaskan udara secara khusus di tepi bawah pipa, bahkan dalam angin yang tenang (dan tenang), aliran udara yang kuat dan stabil terbentuk di dalam pipa. . Hal ini membuat turbin angin seperti itu menjanjikan, tetapi hanya di daerah yang tidak berpenghuni (saat beroperasi, pembangkit semacam itu tidak hanya menyedot benda-benda kecil, tetapi juga hewan besar ke dalam pipa). Instalasi ini dikelilingi oleh jaring pelindung khusus, dan sistem kontrol ditempatkan pada jarak yang cukup.

layar turbo

Para ahli sedang berupaya menciptakan perangkat khusus untuk pemadatan angin - diffuser (pemadat energi angin). Selama setahun, turbin angin jenis ini berhasil “menangkap” energi 4-5 kali lebih banyak dibandingkan turbin konvensional. Kecepatan putaran roda angin yang tinggi dicapai dengan menggunakan diffuser. Di bagiannya yang sempit, aliran udara sangat deras, bahkan dengan angin yang relatif lemah.

Generator angin dengan diffuser

Seperti diketahui, kecepatan angin meningkat seiring ketinggian, sehingga menciptakan kondisi yang lebih menguntungkan untuk penggunaan generator angin. Layang-layang ditemukan di Tiongkok sekitar 2.300 tahun yang lalu. Ide penggunaan layang-layang untuk mengangkat generator angin ke ketinggian perlahan mulai terwujud.

Desainer Swiss dari perusahaan Etra menghadirkan desain baru layang-layang tiup yang mampu mengangkat beban hingga 100 kg dengan berat sayap 2,5 kg. Mereka dapat digunakan untuk pemasangan di kapal laut dan mengangkat turbin angin ke ketinggian (hingga 4 km). Pada tahun 2008, sistem serupa diuji selama pelayaran kapal kontainer Beluga SkySails dari Jerman ke Venezuela (penghematan bahan bakar mencapai lebih dari $1.000 per hari).

Misalnya, di Hamburg, perusahaan Beluga Shipping memasang sistem seperti itu pada kapal curah diesel Beluga SkySails. Sebuah layang-layang berbentuk paraglider berukuran 160 m2 melayang ke udara hingga ketinggian hingga 300 m akibat gaya angkat angin. Paraglider dibagi menjadi beberapa kompartemen di mana, atas perintah komputer, udara bertekanan disuplai melalui tabung elastis. Perusahaan Beluga SkySails berencana untuk melengkapi sekitar 400 kapal kargo dengan sistem seperti itu pada tahun 2013.

Kepala angin "Penangkap Angin"

Desain kepala angin “Windcatcher” memiliki solusi menarik. Rumah putar generator dibuat cukup panjang (sekitar 0,5 m), pada bagian tengah (antara flensa generator hingga sudu-sudu) terdapat mekanisme pelipatan sudu-sudu. Prinsip pengoperasiannya mirip dengan mekanisme bukaan payung otomatis, dan bilahnya menyerupai sayap pesawat layang gantung. Untuk memastikan bahwa bilahnya tidak saling menempel selama pelipatan, sumbu pengikatnya sedikit diimbangi. Empat bilah (melalui satu) masuk ke dalam, dan empat bilah keluar. Setelah dilipat, luas hambatan kincir angin berkurang hampir empat kali lipat, dan koefisien hambatan aerodinamisnya hampir dua kali lipat.

Sebuah “kuk” dengan sumbu rotasi vertikal dipasang di bagian atas penyangga kincir angin. Di satu ujung ada generator angin, di ujung lainnya ada penyeimbang. Pada angin sepoi-sepoi, generator angin dinaikkan di atas tingkat atas penyangga dengan menggunakan penyeimbang, dan sumbu turbin angin berbentuk horizontal. Dengan meningkatnya angin, tekanan pada roda angin meningkat dan mulai turun, berputar pada sumbu horizontal. Beginilah cara kerja sistem “pelarian” lainnya dari angin kencang. Desainnya memungkinkan rocker arm direntangkan sehingga generator angin dipasang satu di belakang yang lain. Ternyata itu adalah semacam karangan bunga dari modul yang identik, yang dalam angin lemah berdiri satu di atas yang lain, dan dalam angin kencang mereka turun, “bersembunyi” di “bayangan angin” roda angin. Hal ini juga mencakup kemampuan sistem untuk beradaptasi dengan beban eksternal.

Generator angin Eolic

Desainer Marcos Madia, Sergio Oashi dan Juan Manuel Pantano telah mengembangkan generator angin portabel Eolic. Hanya bahan aluminium dan serat karbon yang digunakan untuk pembuatan perangkat tersebut. Ketika dirakit, turbin Eolic memiliki panjang sekitar 170 cm, untuk membawa Eolic dari kondisi terlipat ke kondisi kerja, dibutuhkan 2-3 orang dan proses ini memakan waktu 15-20 menit. Generator angin ini dapat dilipat untuk dibawa.

Generator angin desainer Revolution Air

Saat ini ada banyak proyek desain dan pengembangan. Maka, desainer Perancis Philippe Starck menciptakan generator angin Revolution Air. Proyek desain kincir angin ini disebut “Ekologi Demokratis”.

Bola Energi Generator Angin

Sekelompok desainer dan insinyur internasional Home-energy mempresentasikan produk mereka - generator angin Energy Ball. Ciri utama dari produk baru ini adalah susunan bilah di atasnya seperti bola. Semuanya terhubung ke rotor di kedua ujungnya. Ketika angin melewatinya, angin bertiup sejajar dengan rotor, yang meningkatkan efisiensi generator. Energy Ball dapat beroperasi bahkan pada kecepatan angin yang sangat rendah dan menghasilkan kebisingan yang jauh lebih sedikit dibandingkan turbin angin konvensional.

Generator angin Tretyakov

Turbin angin unik diciptakan oleh desainer dari Samara. Ketika digunakan di lingkungan perkotaan, ini lebih murah, lebih ekonomis dan lebih bertenaga dibandingkan rekan-rekannya di Eropa. Generator angin Tretyakov adalah saluran masuk udara yang menangkap aliran udara yang relatif lemah sekalipun. Produk baru mulai menghasilkan energi berguna dengan kecepatan 1,4 m/s. Selain itu, tidak diperlukan pemasangan yang mahal: pemasangan dapat dipasang pada gedung, tiang, jembatan, dll. Memiliki tinggi 1 m dan panjang 1,4 m, efisiensinya konstan - sekitar 52%. Kekuatan perangkat industri adalah 5 kW. Pada jarak 2 m, kebisingan dari ladang angin kurang dari 20 dB (sebagai perbandingan: kebisingan kipas berkisar antara 30 hingga 50 dB).

Perusahaan Amerika Wind Tronics dari Michigan telah mengembangkan turbin angin kompak untuk digunakan di rumah tangga pribadi. Pengembang teknologinya adalah Wind Tronics, dan raksasa manufaktur Honeywell telah mulai memproduksi turbin angin. Desainnya tidak mencakup kerusakan lingkungan.

Instalasi ini menggunakan impeler turbin Blade Tip Power System (BTPS), yang memungkinkan generator angin beroperasi pada rentang kecepatan angin yang lebih luas, sekaligus mengurangi hambatan mekanis dan bobot turbin. Wind Tronics mulai berputar dengan kecepatan angin hanya 0,45 m/s dan beroperasi hingga kecepatan 20,1 m/s! Perhitungan menunjukkan bahwa turbin semacam itu menghasilkan listrik rata-rata 50% lebih sering dan lebih lama dibandingkan generator angin tradisional. Omong-omong, otomatisasi dengan anemometer yang terhubung secara permanen memantau kecepatan dan arah angin. Ketika kecepatan operasi maksimum tercapai, turbin hanya berputar ke arah angin dengan sisi yang ramping. Otomatisasi sistem segera merespons hujan beku yang dapat menyebabkan lapisan es. Teknologi ini telah dipatenkan di lebih dari 120 negara.

Minat terhadap turbin angin kecil semakin meningkat di seluruh dunia. Banyak perusahaan yang berupaya memecahkan masalah ini cukup berhasil dalam menciptakan solusi orisinal mereka sendiri.

Perusahaan Optiwind memproduksi turbin angin asli Optiwind 300 (300 kW, biaya – 75 ribu euro) dan Optiwind 150 (150 kW, biaya – 35 ribu euro). Mereka dirancang untuk penghematan energi kolektif di desa dan pertanian (Gbr. 12). Ide utamanya adalah mengumpulkan energi angin menggunakan struktur bertumpuk dari beberapa turbin pada ketinggian yang layak. Optiwind 300 dilengkapi menara setinggi 61 meter, platform akselerator berdiameter 13 m, dan diameter masing-masing turbin 6,5 m.

Desain turbin GEDAYC memiliki tampilan yang tidak biasa (Gbr. 13). Bobotnya yang rendah memungkinkan turbin memutar generator listrik secara efektif pada kecepatan angin 6 m/s. Desain bilah baru ini menggunakan prinsip yang mirip dengan "sistem" layang-layang. Turbin GEDAYC telah dipasang pada tiga turbin angin berkekuatan 500 kW yang memasok energi ke tambang. Pemasangan turbin GEDAYC dan uji coba pengoperasiannya menunjukkan bahwa berkat desain baru, turbin menjadi lebih ringan, lebih nyaman untuk diangkut, dan lebih mudah perawatannya.

Earth Tronics telah mengembangkan turbin angin “rumah” jenis baru dari Honeywell. Sistem ini memungkinkan pembangkitan listrik pada ujung sudu, dan bukan pada porosnya (seperti diketahui, kecepatan putaran ujung sudu jauh lebih tinggi daripada kecepatan putaran sumbu). Dengan demikian, turbin Honeywell tidak menggunakan gearbox dan generator, seperti pada generator angin konvensional, yang menyederhanakan desain, mengurangi bobotnya dan ambang batas kecepatan angin saat generator angin mulai menghasilkan listrik.

Proyek percontohan generator angin dengan levitasi magnetik telah dibuat di Tiongkok. Suspensi magnetik memungkinkan pengurangan kecepatan angin awal menjadi 1,5 m/s dan, dengan demikian, meningkatkan total keluaran generator sepanjang tahun sebesar 20%, yang seharusnya mengurangi biaya listrik yang dihasilkan.

Maglev Wind Turbine Technologies yang berbasis di Arizona bermaksud memproduksi turbin angin sumbu vertikal Turbin Maglev dengan kapasitas maksimum 1 GW. Model turbin angin eksotik ini terlihat seperti gedung bertingkat, namun kecil dalam kaitannya dengan tenaganya. Satu turbin Maglev dapat menyediakan energi untuk 750 ribu rumah dan mencakup area (termasuk zona eksklusi) sekitar 40 hektar. Turbin ini ditemukan oleh penemu Ed Mazur, pendiri MWTT. Turbin Maglev mengapung dengan levitasi magnetik. Komponen utama instalasi baru ini terletak di permukaan tanah, sehingga lebih mudah perawatannya. Secara teori, turbin baru bekerja secara normal baik dalam kondisi angin yang sangat lemah maupun angin yang sangat kencang (lebih dari 40 m/s). Perusahaan bermaksud untuk membuka pusat ilmiah dan pendidikan di dekat turbinnya.

Saat mempelajari warisan kreatif insinyur brilian Rusia Vladimir Shukhov (1853-1939), spesialis dari Inbitek-TI LLC menarik perhatian pada idenya menggunakan hiperboloid batang baja dalam arsitektur dan konstruksi.

Turbin angin tipe hiperboloid

Potensi struktur seperti itu saat ini belum sepenuhnya dipelajari atau dieksplorasi. Diketahui juga bahwa Shukhov menyebut karyanya dengan hiperboloid sebagai “penelitian”. Berdasarkan idenya, muncullah pengembangan generator angin tipe rotor dengan desain yang benar-benar baru. Desain ini memungkinkan pembangkitan listrik bahkan pada kecepatan angin yang sangat rendah. Untuk memulai dari keadaan diam diperlukan kecepatan angin 1,4 m/s. Hal ini dicapai dengan menggunakan efek levitasi dari rotor generator angin. Generator angin jenis ini dapat mulai bekerja bahkan pada arus udara yang naik, yang biasanya terjadi di dekat sungai, danau, atau rawa.

Turbin Angin Bergerak

Proyek menarik lainnya - generator angin Mobile Wind Turbine - dikembangkan oleh desainer studio Pope Design (Gbr. 17). Ini adalah generator angin bergerak yang terletak di dasar truk. Untuk mengoperasikan Mobile Wind Turbine hanya diperlukan seorang operator-driver. Generator angin ini dapat digunakan di zona bencana alam, saat tanggap darurat, dan saat pemulihan infrastruktur.

Keadaan energi angin saat ini, usulan desain dan solusi teknis generator angin dan “pemadat angin” memungkinkan terciptanya pembangkit listrik tenaga angin mini untuk penggunaan pribadi hampir di mana-mana. Ambang batas kecepatan untuk menghidupkan generator angin telah berkurang secara signifikan karena perkembangan teknis, dan indikator berat dan ukuran turbin angin juga menurun. Hal ini memungkinkan untuk mengoperasikan pembangkit listrik tenaga angin dalam kondisi “rumah”.

Jenis turbin angin