Ветряк без лопастей - возможно ли такое? Возможно, если применить колебательную систему съема энергии ветра.
Поделиться этой страницей в:
Известно, что энергия ветра на Земле может удовлетворить все потребности человечества в электрической энергии на сегодняшний день. Но обычные ветряные генераторы, к сожалению, не являются тем, что может обеспечить человечество этой экологически чистой энергией. Современные ветрогенераторы громоздки, дорогостоящи в производстве, монтаже, эксплуатации и они имеют низкую эффективность преобразования энергии ветра. Именно поэтому различные компании и исследовательские группы занимаются поиском более лучших технологий получения энергии. И об одной такой технологии, о новом высокоэффективном ветряном генераторе, в конструкции которого не используется лопастей и ни одной вращающейся детали, мы расскажем ниже.
Внешне новый ветряной генератор весьма похож на спутниковую антенну, установленную на мачте. Но это не спутниковая тарелка - это генератор Saphonian, созданный специалистами компании Saphon Energy. Как уже упоминалось выше, в конструкции генератора Saphonian нет лопастей и вращающихся частей. Его тарелка, постоянно повернутая в сторону ветра, является чем-то вроде паруса, который превращает энергию ветра в механическую кинетическую энергию. Следует отметить, что паруса, использовавшиеся издревле для движения судов, являются самым эффективным способом преобразования энергии ветра в другие виды энергии.
Круглый "парус" ветрогенератора Saphonian, растянутый на круглой раме, так же ловит энергию ветра. За счет использования воздушных клапанов, парус под воздействием ветра совершает колебательные движения вперед и назад. Это колебательное движение с помощью системы тяг передается на поршни гидравлической системы, в которой энергия механических колебаний преобразуется в высокое давление гидравлической жидкости. Гидравлическая жидкость под давлением накапливается в специальной емкости и ее энергия используется для вращения гидравлического привода с электрогенератором, вырабатывающим электрическую энергию.
В конструкции ветряного генератора Saphonian нет никаких сложных механических передач, коробки скоростей и других устройств, применяемых в традиционных турбинных ветрогенераторах. Все элементы конструкции генератора Saphonian перемещаются абсолютно тихо или издавая совсем небольшой уровень шума. Но при этом эффективность такой конструкции, преобразующей до 80 процентов энергии ветра, в 2.3 раза превышает эффективность обычных ветрогенераторов.
Проведенные испытания продемонстрировали то, что конструкция генератора Saphonian не имеет никаких отрицательных сторон. Даже наоборот, отсутствие большого количества сложных движущихся, вращающихся узлов и механизмов только увеличивает надежность всей конструкции генератора в целом. Опытный образец генератора, диаметром всего 120 сантиметров, обеспечивал выработку электроэнергии, мощность от 300 до 500 Ватт. Дальнейшие усилия специалистов компании Saphon Energy направлены на усовершенствование механической и гидравлической системы генератора, что позволит в будущем еще больше поднять эффективность его преобразования.
Компания Saphon Energy в этом году запатентовала конструкцию генератора Saphonian и сейчас находится в поисках партнера, который окажет помощь в развертывании производства таких генераторов и продажи их по всему миру.
Разработчики из тунисской резонно говорят о том, что среди всех альтернативных источников электроэнергии (не имеющих в названии слова «гидро») самыми дешёвыми и перспективными пока остаются ветрогенераторы. Но список их недостатков не менее внушителен, чем перечень достоинств. Они шумят и убивают миллионы птиц. По мере роста количества ветротурбин этот «ужас» будет только усугубляться. А КПД (и это главное) их ограничен, причём на практике он не превышает 30–35%, даже несмотря на теоретический в 59%, до которого нынешним ветрякам примерно как человечеству до исчерпания запасов термоядерного топлива.
Устройство прототипа просто: тарелка с растянутой на каркасе тканью и труба с маслом сзади, уходящая к установленному на земле напорному гидроаккумулятору. (Здесь и далее иллюстрации Saphon Energy.)
И знаете, в чём причина всех бед? Тунисцы считают, что виноваты лопасти — технология, которой по меньшей мере 400 лет. Они полагают, что стоит заменить их другим видом движущихся частей, и всё волшебным образом преобразится. Говорят, именно это им и удалось.
Главной идеей стал парусный ветроприёмник, который под действием потока воздуха невращательно колеблется назад-вперёд, как полотнище на ветру. Кроме того, закреплённое полотно может и вращаться, вправо или влево. Амплитуда таких колебаний в устройстве, которое тунисские инженеры называют The Saphonian, невелика: полотнище со всех сторон кольца фиксировано. Сами колебания, однако, остаются значительными — из-за большой площади поверхности. Именно колебания движут находящиеся за тарелкой ветроприёмника поршни гидравлической системы. Попросту говоря, они давят на жидкость (масло) в закрытой трубе и тем создают давление, которое может использоваться для выработки энергии. А если эта энергия в данный момент не нужна, запасают её на будущее, повышая давление в накопительной системе.
Наконец, самое интригующее. Как утверждают разработчики, полевые испытания прототипа показали эффективность, на 100–130% превосходящую нынешние ветряки. До 60–70%! Иными словами, КПД больше, чем позволяет предел Беца, который лопастным генераторам в принципе не превзойти. При этом прототип на 45% дешевле обычного ветряка той же установленной мощности. В общем-то, насколько можно понять, это небольшой разрыв — ведь лопасти и турбина, фактически отсутствующие в новой конструкции, — самые дорогие части стандартного ветряка. Отсутствие шума почти полное, а вероятность убийства такой конструкцией птицы стремится к нулю. При слишком сильном ветре рабочая плоскость просто поворачивается к потоку боком, что гарантирует её выживание даже в ураган.
Увы, иные подробности испытаний двух имеющихся прототипов (третий строится) пока не приводятся, хотя, конечно, столь экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств. Насколько можно понять, тунисцы, планирующие привлечь к запуску ветряков иностранных инвесторов, просто не хотят лишиться приоритета. Впрочем, учитывая, что они уже получили на своё изобретение, это им вряд ли грозит.
На главную
