АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ ВАРИАНТ КОНСТРУКЦИИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА
Энергию ветра используют для получения электрической энергии с 1888г. Для этого устанавливают специальные установки с вертикальной или горизонтальной осью вращения лопастей, которые называют ветрогенераторами.
Их основной недостаток – шум, наличие вращающихся части, необходимость значительных площадей для установки и дороговизна работ по их монтированию. Во многих странах ведутся разработки по замене на альтернативные виды, которые будут работать бесшумно.
Много внимания уделялось конструкциям, у которых отсутствуют лопасти. Все это были только проектные решения. И вот в 2015 г. компания Vortex из Испании представила рабочую конструкцию безлопастного ветрогенератора. Устройство представляет собой конструкцию в виде конуса определенной высоты, напоминающую биту.
ПРИНЦИП РАБОТЫ ТАКОГО ВЕТРОГЕНЕРАТОРА ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВОЗДУШНЫХ ЗАВИХРЕНИЙ.
Они образуются в результате обтекания потоками ветра конструкции конусообразной формы. Важным показателем является чувствительность к нарушению равновесия. При работе безлопастного ветрогенератора происходит его раскачивание невидимыми воздушными потоками. Они образуются в виде цепочки сзади объекта, который имеет цилиндрическую форму. Такое явление еще в 1912 г. описал американец Теодор фон Карман, в честь которого его назвали дорожкой Кармана. Этот эффект испанские инженеры и положили в основу своего изобретения. Конструктивно устройство, предлагаемое исследователями, состоит из верхней и нижней части. Первая часть имеет поверхность неровной формы, что дает возможность раскачиваться и получать дорожки Кармана. Нижняя часть неподвижная. Именно в ней расположены составные части ветрогенератора.
Раскачка конструкции происходит на резонансной частоте
Она совпадает с частотой вихрей, образуемой в дорожке Кармана. Потоки ветра раскачивают верхнюю часть, согласно явлению механического резонанса и это позволяет генерировать электрическую энергию.Опытным путем исследователи компании установили, что лучше использовать несколько таких устройств, т.е. устанавливать их комплектами.
При этом ветрогенераторы должны стоять недалеко друг от друга. В этом случае колебания от устройства к устройству усиливаются по нарастающей величине. Компания собирается выпускать в массовое производство безлопастные ветрогенераторы, способные развивать мощность 100 Вт и 4 кВт. В первом случае они будут высотой 3 м и весом в 10 кг, во втором случае 13 м и 100 кг. было установлено, что комплекты безлопастных турбин производят большее количество электроэнергии. Планируют они выпускать и для создания ветряных электростанций мощностью 1 МВт. Высота такого безлопастного ветрогенератора будет уже 150 м и весить он будет несколько тонн.
Исследования, в процессе которых совершенствовалась конструкция безлопастного ветрогенератора, длились не один год. Было изготовлено более 200 таких устройств. Испытаны они были в аэродинамической трубе. И наконец, они создали конструкцию, позволяющую собирать наибольшее количество энергию ветра. Инвесторы из разных стран Европы вложили в это изобретение более 1 млн. евро. Проект считается перспективным. Например, для частных владений планируется установка ветряка мощностью 4 кВт, а для ветряных электростанций более мощные на 1 МВт.
Производство безлопастного ветрогенератора Vortex обходится в несколько раз дешевле лопастных. Электромонтаж осуществляется на меньшей площади и не такой трудоемкий. Обслуживание в 5 раз дешевле, чем других видов ветрогенераторов. Все эти факторы говорят о том, что за безлопастными ветрогенераторами большое будущее.