Как избавиться от ограничений классического решения?
В прошлой статье мы говорили о том, какие сложности и ограничения ограничивают развитие ветроэнергетики. Инженерная и научная мысль достигла своего предела в современных гигантских ветрогенераторах. Эти великаны по-настоящему впечатляют.
Мы говорили о том, что достаточно сложно и дорого удерживать на высоте нескольких сот метров многотонную конструкцию, которая находится под непрерывным горизонтальным воздействием ветра. Представьте себе огромную (по объёму и весу) «железяку», которую надо удержать на высоте и обеспечить её не только работу, но и устойчивое (стабильное) положение.
Любой разумный человек, даже не знающий про сопромат, понимает, как можно удержать большой вес на высоте. Даже если лопастями уравновесить вес капсулы (генератора), то постоянно изменяющаяся горизонтальная ветряная нагрузка всегда будет «раскачивать» всю конструкцию. Если умножить силу воздействия (на капсулу через лопасти) на длину плеча опоры высотой в несколько сотен метров (от точки крепления на земле до оси ротора ветряка), то получим огромную нагрузку.
Очевидно, что всегда будет некий предел увеличения размера агрегата, что, в свою очередь, будет естественным ограничителем мощности одного комплекса.
Для решения этой задачи стоит придумать следующее:
- Существенно снижать вес конструкций (разработать новые материалы) с одновременным увеличением их прочностных характеристик;
- Изменить конструктив комплекса — убрать лишние нагрузки, чтобы не бороться с ними. Например, сменить распределение нагрузки и привести её к более простым решениям.
Размышления над этими задачами приводит к простой мысли – зачем бороться с конструктивными трудностями, когда от них можно просто отказаться.
- Первое. Зачем выносить на большую высоту огромный груз с несимметричным его размещением относительно вертикальной оси, когда можно его (этот груз) разместить вокруг этой оси?
- Второе. Зачем ломать голову по поводу уравновешивания конструкции, когда можно горизонтальное распределение заменить на вертикальное размещение тяжелых узлов? Пусть нагрузка будет симметричной и распределена вокруг оси агрегата. Это ведь выход.
Уже сейчас есть другие конструктивные решения для ветрогенераторов, которые используются в небольших проектах и системах. Это ветрогенераторы с вертикальным расположением оси ротора.
Об агрегатах такого типа поговорим в следующей статье.
Читать предыдущую статью (№11) — Во что упёрлись ветряки?