Рассмотрим так сказать активный вид ветрогидрогенераторов и других подобных генераторов.
Начнём с ветряного ротора:
Смотря на ветрогенератор мы в первую очередь видим крутящиеся лопасти большой длинны которые соприкасаются с напором воздуха и передают вращательное движение на вал генератора. Но, если хорошо подумать, то мы видим большой длинны рычаги, которые принимают давление по всей своей площади и преобразуя в гораздо большее усилие передают его на вал генератора. Но проблема заключается в том, что это как я уже и говорил ранее пассивная система. А как нам это изменить?
Очень легко:
Мы знаем, что усилие на валу будет тем больше чем дальше находится точка приложенного давления. Но как нам сфокусировать весь поток воздуха на самом конце ветряного ротора? И как добиться того чтобы не быть привязанным к погоде и силе ветра?
Ответ прост: разместить на концах лопастей ротора приводные винтовые двигатели или турбины, которые начнут создавать тягу, когда нам это нужно, даже в штиль. Легко рассчитать, что при длине лопасти в полтора метра мы получим усилие на полюсах генератора в 4 раза больше приложенного. А если умножить на количество лопастей ротора прибавка мощности получится еще весомей. И при таких диаметрах легко достичь скорости вращения вала до 600 -700 оборотов в минуту. То есть становится очевидно, даже при самых скромных расчётах, потребляя допустим 3 киловатта энергии можно тянуть генератор с учётом потерь 30-35 киловатт.
Плюс к этому есть ещё куча достоинств этих устройств:
Не нужны огромные мачты которые ломаются на сильном ветру. Не нужны огромной длинны лопасти ротора, соответственно их количество можно увеличивать. Сам ротор можно располагать как горизонтально, так и вертикально. Бесперебойная подача энергии в любую погоду.
Но как ни странно недостаток у этих установок тоже есть. Сильный шум, создаваемый приводными двигателями и турбинами от набегающего воздуха. Очень сильный шум как от десятков винтовых самолетов, взлетающих разом на аэродроме, конечно приводные турбины могут сглаживать этот недостаток, но не настолько чтобы перестать беспокоить.
Теперь представьте колесо мельницы и текущую речку, мизерное давление на лопатки колеса и огромная мощность на выходном валу, опять правило рычага.
С гидротурбинами всё гораздо радужней. Всё вышеописанное применимо и к активным гидротурбинам, всё те же преимущества что и у активных ветряных роторов, но приводом здесь является насос высокого давления. А самое главное, шум создаваемый соплами подающими напор воды намного тише. Его даже можно разместить в черте города и никаких неудобств он людям не доставит.
Рассказ был бы очень коротким если бы мы не рассмотрели ещё пару механизмов.
Первый попроще:
Обычная ременная или шестерёнчатая передача. Тоже являются достойными продолжателями активной энергетики. Возьмём шестерёнчатый привод со скоростью вращения первой шестерни 3000 оборотов в минуту, а второй 300 оборотов в минуту. Если к первой мы приложим скажем усилие на валу в 1кг, то на валу второй шестерни будет усилие 10кг. Всё в точности как у рычага.
Теперь если на вал первой шестерни поставить злектродвигатель в 1 киловатт, то он сможет вращать мало оборотистый многополюсный генератор номиналом в 10 киловатт, установленный на вал второй шестерни. В этой системе есть приделы усиления мощности, в основном определяемые количеством оборотов генератора.
Второй посложнее:
Более улучшенная система, когда между ведущей и ведомой шестернями помещается своего рода накопительный и усиливающий буфер, его еще называют маховиком. Этот маховик должен быть не совсем обычный, он должен иметь периферийный центр тяжести. И только тогда начнет работать не только как накопитель, но и как преобразователь приложенной энергии. Преобразовывать энергию он будет все по тому же правилу рычага. То есть мотор сначала будет раскручивать маховик и в дальнейшем поддерживать его вращение, а маховик в свою очередь накопленную энергию усиливать и передавать уже к генератору. В этом механизме даже при очень малых габаритах можно добиться большого усиления приложенной мощности, что делает его более перспективным чем все представленные выше.
А теперь ко всему этому добавим, что все приводные моторы можно настроить в резонанс и получить ещё более весомую прибавку к получаемой мощности.