Самая тихая и самая биомимикрийная ветряные турбины

Самый тихий ветрогенератор

эко, ветрогенератор, турбина, биомимикрия

Хотя сейчас инженеры уже добились значительных результатов в деле изготовления нешумных ветряных турбин, но все равно ветрогенераторы, которые сейчас используются в промышленных масштабах, производят довольно много шума.

Уровень производимого шума прямопропорционален скорости вращения лопастей. Небольшие турбины, чтобы вырабатывать достаточно тока, должны вращаться быстрее, чем большие. Инженеры из Департамента Возобновляемых Источников Энергии (ДВИЭ), Австралия, придумали решение по созданию сверх тихих ветрогенераторов.

Эко ветряки новой конструкции разработаны для жилищного рынка и инженеры утверждают, что их новинка на 30 % эффективнее, чем классические 3х лопастные ветрогенераторы. В качестве дополнительного бонуса они имеют низкие скорости подвижных частей, что позволяет производить электричество при скорости ветра от 1,7 м/с (для сравнения, классический 3х лопастной ветрогенератор малой мощности дает ток начиная с 3 м/с).

Эко турбины поставляются в двух типоразмерах — диаметром 6,5 м и мощностью до 20 кВт, а так же диаметром 3,25 м, с заявленной мощностью до 5 кВт. Первый генератор нуждается в башне высотой 21 м, а для второго нужно возводить мачту в 18 м.

Эко турбины имеют уникальную 30 лезвийную конструкцию, которая обеспечивает большую площадь поверхности для захвата ветра. Это позволяет турбине извлечь больше энергии на более низких скоростях ветра. Специальная конструкция турбины уменьшает турбулентность ветряных потоков, что улучшает механическую стабильность и увеличивает КПД .

Инвертор, установленный на ветроустановке преобразует постоянный ток в сетевой переменный напряжением 220 вольт. Датчик, установленный над турбиной, измеряет скорость и направление ветра. Данные с датчиков поступают на цифровой сигнальный процессор на котором выполняется алгоритм слежения за точкой максимальной мощности (ТММ), которая является частью активной системы управления. Система управления разворачивает турбину навстречу ветру, а если скорость ветра превышает 50 м/с, активный контроль поворачивает лопасти от ветра, чтобы избежать повреждений. Если ожидается ураган, ветрогенератор на шарнирах может быть временно наклонен вниз (операция выполняется так же при производстве технического обслуживания).

Турбина с эффектом биомимикрии

эко, ветрогенератор, турбина, биомимикрия

Наука о биомимикрии может быть прослежена со времен Леонардо да Винчи, чьи ранние конструкции летательных машин были спроектированы под впечастлением наблюдения за птицами и их крыльями.

Самолеты Леонардо никогда не отрывались от земли, но пятьсот лет спустя команда инженеров из компании Таер Винд решила, что колибри может дать решение для новой конструкции ветрогенераторной установки.

Ветряк с крыльями

эко, ветрогенератор, турбина, биомимикрия

Дизайнеры из Таер Винд проанализировали движения крыльев парящей птички колибри и обнаружили, что ее крылья двигаются, вырисовывая в воздухе цифру 8 с отклонением угла наклона крыльев +/-40 градусов к горизонтали. Эти движения легли в основу принципа работы и конструкции новой ветротурбины.

эко, ветрогенератор, турбина, биомимикрия

Биомимикрийный ветряк изготовлен из углеродного волокна. Каждое крыло имеет длину 1,6 м, общая ометаемая площадь составляет 3,6 квадратных метра. А специальная гондола на которой крепятся «крылья» вмещает в себе всю механику и небольшой генератор с постоянными магнитами. Ветрогенератор пока проходит испытания, но разработчики сообщают, что номинальная мощность турбины составляет 1кВт при скорости ветра 10 м/с. На этой скорости ветер может развить максимальную мощность в 5 кВт, поэтому эффективность турбины составляет всего 20 %.

Следует учесть, что номинальная выходная мощность малых ветрогенераторов всегда указана для скоростей ветра, которые почти никогда не бывают в тех местах, где они бывают установлены.

Если принять для расчетов более реалистичную скорость ветра в 5 м/с, скорость умеренного бриза, то при этом энергия ветра сокращается в кубе от его скорости, значит учитывая заявленный КПД 20 % эта турбина будет генерировать ничтожные 123 Вт.

В целом можно подытожить, что ветрогенератор типа «колибри» не имеет каких либо значительных преимуществ, а конструкцию имеет более сложную, чем классические 3х лопастные ветрогенераторы. Единственное преимущество, так это то что они более дружественные для окружающей среды, в частности для птиц они менее травмоопасные, чем роторные 3х лопастные.

лечение суставов, лечение артрита, лечение артроза http://blog.vam3d.com/?p=1257

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает