Vetrna energija se aktivno razvija po vsem svetu in že dolgo ni skrivnost, da je to trenutno eno najbolj obetavnih področij alternativne energije. Do sredine leta 2014 je bila skupna zmogljivost vseh nameščenih vetrnih turbin na svetu 336 gigavatov, največja in najmočnejša vertikalna trikraka vetrna turbina Vestas-164 pa je bila nameščena in zagnana v začetku leta 2014 na Danskem. Njegova moč doseže 8 megavatov, razpon rezila pa 164 metrov.

Kljub dolgo uveljavljeni tehnologiji izdelave lopatic turbin in nasploh vetrnih turbin si številni navdušenci prizadevajo izboljšati tehnologijo, povečati njeno učinkovitost in zmanjšati negativne dejavnike.

Kot je znano, koeficient energetske izrabe toka vetra v najboljšem primeru doseže 30%, so precej hrupni in motijo ​​​​naravno toplotno ravnovesje bližnjih območij, ponoči pa zvišujejo temperaturo prizemne plasti zraka. Prav tako so zelo nevarne za ptice in zasedajo precejšnje površine.

Kakšne alternative obstajajo? Pravzaprav ustvarjalnost sodobnih izumiteljev ne pozna meja in alternativne možnosti veliko jih je bilo izumljenih.

Oglejmo si 5 najbolj nenavadnih in opaznih alternativnih modelov vetrnih turbin v industriji.

od leta 2010, Ameriško podjetje Podjetje Altaeros Energies s sedežem na Massachusetts Institute of Research razvija novo generacijo vetrnih turbin. Nova vrsta vetrnih generatorjev je zasnovana za delovanje na nadmorskih višinah do 600 metrov, ki jih običajni vetrni generatorji enostavno ne dosežejo. Prav na tako visokih nadmorskih višinah nenehno pihajo najmočnejši vetrovi, ki so 5-8-krat močnejši od vetrov ob površju zemlje.

Generator je napihljiva konstrukcija, podobna zračni ladji, napihnjeni s helijem, v kateri je na vodoravni osi nameščena trikraka turbina. Takšen vetrni generator so izstrelili leta 2014 na Aljaski na nadmorski višini okoli 300 metrov za testiranje 18 mesecev.

Razvijalci trdijo, da bo ta tehnologija proizvajala elektriko po ceni 18 centov na kilovatno uro, kar je polovica običajnega stroška vetrne energije na Aljaski. V prihodnosti bodo takšni generatorji lahko nadomestili dizelske elektrarne in našli uporabo na problematičnih območjih.

V prihodnosti ta naprava ne bo le generator električne energije, ampak tudi del vremenske postaje in priročno sredstvo za zagotavljanje interneta na območjih, ki so daleč od ustrezne infrastrukture.

Po vgradnji tak sistem ne zahteva prisotnosti osebja, ne zavzema velike površine in je skoraj tih. Lahko ga upravljate na daljavo in zahteva vzdrževanje le enkrat na 1-1,5 leta.

Še ena zanimiva rešitev za ustvarjanje nenavaden dizajn vetrna elektrarna se izvaja v Združenih arabskih emiratih. Nedaleč od Abu Dabija se gradi mesto Madsar, kjer nameravajo zgraditi precej nenavadno vetrno elektrarno, ki so jo razvijalci poimenovali "Windstalk".

Ustanovitelj newyorškega oblikovalskega podjetja Atelier DNA, ki razvija zasnovo za ta projekt, je povedal, da je bila glavna ideja najti kinetični model v naravi, ki bi lahko služil za pridobivanje električne energije, in takšen model je bil tudi najden. 1203 stebel iz ogljikovih vlaken, vsako je visoko približno 55 metrov, z betonski temelji 20 metrov širine, bodo nameščeni na razdalji 10 metrov drug od drugega.

Stebla bodo ojačana z gumo in bodo na dnu široka približno 30 cm, na vrhu pa se bodo zožila na 5 centimetrov. Vsako steblo bo vsebovalo izmenične plasti elektrod in keramičnih diskov iz piezoelektričnega materiala, ki ob pritisku ustvarja električni tok.

Ko se stebla zibljejo v vetru, se diski stisnejo in ustvarijo električni tok. Brez hrupa rezila vetrne turbine, brez žrtev ptic, nič razen vetra.

Ideja je nastala ob opazovanju trstičja, ki se je majalo v močvirju.

Projekt Windstalk Atelier DNA je zasedel drugo mesto na natečaju Land Art Generator, ki ga sponzorira Madsar, da bi izbrali najboljše umetniško delo z mednarodnega področja vnosov, ki bi lahko proizvajali energijo z uporabo obnovljivih virov.

Površina, ki jo bo zasedla ta nenavadna vetrna postaja, bo obsegala 2,6 hektarja, moč pa bo ustrezala običajnemu vetrnemu generatorju, ki zaseda podobno površino. Sistem je učinkovit zaradi odsotnosti izgub zaradi trenja, ki so značilne za tradicionalne mehanske sisteme.

Na dnu vsakega stebla bo generator, ki pretvarja navor iz stebla s pomočjo sistema amortizerjev in valjev, podobno sistemu Levant Power, razvitem v Cambridgeu v Massachusettsu.

Ker veter ni stalen, bodo uporabili sistem za shranjevanje energije, da bo mogoče akumulirano energijo uporabiti tudi v brezvetrju, pojasnjujejo sodelavci, ki delajo na projektu.

Na vrhu vsakega stebla bo LED lučka, katere svetlost bo neposredno odvisna od moči vetra in količine proizvedene električne energije v tem trenutku.

Windstalk bo deloval na kaotičnem zibanju, kar omogoča, da so elementi nameščeni veliko bližje skupaj, kot je to mogoče pri običajnih vetrnih generatorjih z lopaticami.

Podoben projekt, Wavestalk, se razvija za pretvorbo energije oceanskih tokov in valov, kjer bi bil podoben sistem obrnjen na glavo pod vodo.

Projekt, ki ga je razvilo podjetje Saphon Energy iz Tunizije, je tako kot Windstalk vetrni generator brez lopatic, toda tokrat ima naprava obliko jadra.

Ta tihi generator, oblikovan kot satelitski krožnik, se imenuje safonski. Nima vrtljivih delov in je popolnoma varen za ptice. Zaslon generatorja se pod vplivom vetra premika naprej in nazaj, kar ustvarja tresljaje v hidravličnem sistemu.

Cilj projekta je izboljšati zmogljivost vetrnih generatorjev glede izrabe vetrnega toka. Veter je dobesedno vprežen v jadro, ki se pod njegovim vplivom premika naprej in nazaj, medtem ko ni ne lopatic, ne rotorja, ne zobnikov. Ta interakcija omogoča pretvorbo več kinetične energije v mehansko s pomočjo batov.

Energijo lahko shranjujemo v hidravličnih akumulatorjih ali jo pretvarjamo v električno preko generatorja ali pa z njegovo pomočjo poženemo kakšen mehanizem v vrtenje. Če imajo običajni vetrni generatorji izkoristek 30 %, potem ta jadralni generator zagotavlja 80 %. Njegova učinkovitost presega vetrnice z rezili za 2,3-krat.

Zaradi odsotnosti dragih komponent, kot je to v primeru vetrne turbine (lopatice, pesta, menjalniki), se pri Saphonianu stroški opreme znižajo do 45 %.

Aerodinamična oblika Saphonian ima to prednost, da turbulentni tokovi vetra malo vplivajo na telo jadra, aerodinamična sila pa se le poveča. Turbulenca je razlog, zakaj se vetrne turbine ne uporabljajo v mestnih območjih, vendar se tam lahko uporablja tudi Saphonian. Poleg tega so škodljivi akustični dejavniki in dejavniki vibracij zmanjšani. Saphon Energy je prejel nagrado KPMG za svoja prizadevanja pri razvoju inovacij.

Še en zelo revolucionaren pristop k izrabi vetrne energije je že leta 2008 izvedel navdušeni izumitelj iz Kalifornije. Veliki vetrni generatorji za majhna mesta so velikosti 30-nadstropne zgradbe, njihove lopatice pa dosegajo velikost kril boeinga 747.

Ti velikanski generatorji zagotovo proizvedejo veliko energije, vendar so proizvodnja, transport in namestitev takih sistemov zapleteni in dragi. Kljub temu se panoga vsako leto poveča za več kot 40 odstotkov. Točno to je razmišljal Doug Selsam iz Kalifornije, preden si je zadal svoj ambiciozen cilj. Odločil se je, da je povsem mogoče pridobiti več energije z manj materiali.

Z namestitvijo ducata ali več ducatov majhnih rotorjev na eno samo gred, povezano z enim generatorjem, je Doug na koncu dosegel svoj cilj. En konec dolge gredi je povezal z generatorjem, drugi konec pa izstrelil v višino baloni s helijem. Sistem je deloval po pričakovanjih.

Doug je v učbenikih prebral, da turbina z enim vijakom zadostuje za doseganje maksimuma, vendar je Doug dvomil. Mislil je drugače: več kot je rotorjev, več vetrne energije je na voljo za uporabo.

Če je vsak rotor postavljen pod pravim kotom, bo vsak rotor prejel svoj veter, kar bo povečalo učinkovitost proizvodnje.

To seveda oteži fiziko, saj smo sedaj morali poskrbeti, da vsak rotor ujame svoj tok in ne samo tok iz rotorja, ki se nahaja poleg njega. Treba je bilo ugotoviti optimalen kot za gred glede na veter in idealno razdaljo med rotorji. In na koncu so bili dobički doseženi z manj materiala.

Leta 2003 je izumitelj prejel 75.000 dolarjev nepovratnih sredstev kalifornijske energetske komisije za razvoj 3000-vatne turbine s sedmimi rotorji. Izziv je bil uspešno opravljen in Doug Selsam je že prodal več kot 20 svojih 2000-vatnih turbin z dvojnim rotorjem več lastnikom stanovanj. Te naprave je zgradil v svoji primestni garaži.

Dougova ideja je bila ena redkih idej, ki je dejansko imela potencial, da postane velika v komercialnem svetu. Selsam pravi, da sta dva rotorja šele začetek. Verjetno bo nekoč videl svoje turbine z več rotorji, ki se raztezajo miljo čez nebo.

Podjetje Archimedes, katerega pisarna se nahaja v Rotterdamu na Nizozemskem, je pripravilo svoj koncept nenavadnih vetrnih turbin, ki jih je mogoče namestiti neposredno na strehe stanovanjskih zgradb.

Po mnenju avtorjev projekta lahko učinkovita nizkošumna zasnova v celoti zagotovi majhna hiša elektrike in kompleks takšnih generatorjev, ki delujejo v povezavi z njim, je sposoben popolnoma zmanjšati odvisnost velike zgradbe od zunanjih virov električne energije na nič. Nove vetrne turbine se imenujejo Liam F1.

Majhno turbino, s premerom 1,5 metra in težo okoli 100 kilogramov, lahko namestite na katero koli steno ali streho stanovanjskega objekta. Običajno je višina terasastih streh 10 metrov, veter v državi pa je skoraj vedno jugozahodni. Ti pogoji zadoščajo za pravilno namestitev turbine na streho in učinkovito uporabo vetrne energije.

Tu sta rešeni dve težavi običajnih vetrnih turbin: hrup običajnih turbin z lopaticami in visoki stroški namestitve obsežne opreme. Pri običajnih vetrnih generatorjih se stroški namestitve pogosto ne povrnejo. Raven hrupa Liamove turbine je približno 45 dB, kar je celo tišje od hrupa dežja (hrup dežja v gozdu je 50 dB).

Turbina, oblikovana kot polžja hišica, se kot loputa obrača v vetru, zajema zračni tok, zmanjšuje njegovo hitrost in spreminja smer. Direktor podjetja Marinus Miremeta trdi, da izkoristek inovativne turbine dosega 80 % največjega izkoristka, ki je teoretično na voljo pri vetrni energiji. In to je že čisto dovolj.

Na Nizozemskem povprečna družina porabi 3.300 kWh električne energije na leto. Po besedah ​​razvijalcev lahko polovico te energije zagotovi ena turbina Liam F1 pri hitrosti vetra vsaj 4,5 m/s.

Tri takšne turbine lahko postavite na vrhove trikotnika na strehi hiše, potem bo vsaka od turbin zagotovljena z vetrom in se ne bodo motile druga druge, ampak, nasprotno, pomagale druga drugi.

če govorimo o o namestitvi v mestu, kjer se pojavljajo turbulentni tokovi, proizvajalec predlaga, da vetrne generatorje, nameščene na mestnih strehah, rahlo dvignete in jih namestite na stebre, tako da stene sosednjih hiš ne motijo ​​tokov vetra.

Ocenjeni strošek nove turbine z montažo je 3999 evrov. Ker je naprava večja od enega metra, bo morda potrebna posebna licenca za njeno uporabo, zato podjetje v skrajnem primeru proizvaja tudi mini Liamove turbine s premerom 0,75 metra.

Proizvajalci nameravajo svoje turbine uporabljati ne le za napajanje stanovanjskih in industrijskih objektov, temveč tudi za napajanje morskih plovil.

Kot lahko vidite, imajo proizvajalci vetrnih generatorjev veliko zanimivih alternativ.

INVELOX-ova vetrna turbina Sheerwind naj bi proizvedla šestkrat več energije kot tradicionalne turbine. Ta tehnologija ni novost na področju dinamike tekočin, je pa nov način pridobivanja energije – in če se bo izkazala za uspešno, bo dala močan zagon razvoju celotne vetrne elektrarne.

Oglejmo si podrobneje načelo njegovega delovanja.

Energetsko podjetje SheerWind iz Minnesote v ZDA je objavilo rezultate testiranja svojega vetrnega generatorja naslednje generacije Invelox. Podjetje trdi, da je med testiranjem turbina lahko proizvedla šestkrat več energije, kot jo lahko proizvedejo običajne stolpne vetrne turbine v enakem času. Poleg tega so stroški proizvodnje vetrne energije z Inveloxom nižji, zato lahko enakovredno konkurirajo zemeljskemu plinu in vodni energiji.

Invelox ima nov pristop k vetrni energiji, ker se ne zanaša na visoke hitrosti vetra. Turbina Invelox je sposobna zajeti veter katere koli hitrosti, tudi rahel vetrič nad tlemi. Ujeti veter potuje skozi kanal in med potjo pospešuje. Nastala kinetična energija poganja generator na tleh. S kombiniranjem zračnega toka z vrha stolpa je mogoče ustvariti več moči z manjšimi turbinskimi lopaticami in celo pri najšibkejšem vetru, pravi SheerWind.

Ta zabavni stolp deluje kot dimnik in usmerja tok vetra iz katere koli smeri navzdol do zemeljskega turbinskega generatorja. S prehajanjem vetra skozi ozek kanal dejansko ustvari reakcijski učinek, ki poveča hitrost toka – hkrati pa zniža njegov pritisk. Ta proces ima ime - Venturijev učinek in omogoča, da se turbina, ki se nahaja v najožjem delu prehoda, hitreje vrti.

Zahvaljujoč temu lahko stolp proizvaja električno energijo tudi pri izjemno nizkih hitrostih vetra, kar ga izjemno ugodno razlikuje od trenutnih tehnologij vetrne energije. Ta ideja je tako preprosta, elegantna in obetavna, da bi lahko bila odgovor na številne težave na tem obetavnem področju alternativne energije. Poleg nižjega začetnega vložka in povečana moč in učinkovitosti, rešuje tudi problem ptic in netopirjev, ki pogosto poginejo v vetrnih turbinah (res resen problem teh naprav).

Kar zadeva trditve o šestkratni moči, kot pri mnogih novih tehnologijah, ki obljubljajo preboje v zmogljivosti, je treba na to gledati previdno. Trditev družbe SheerWind temelji na lastnih primerjalnih testih, katerih natančna metodologija ni povsem jasna.

»Uporabili smo isti turbinski generator Invelox in ga namestili na stolp kot pri tradicionalnih vetrnicah,« je povedal tiskovni predstavnik SheerWinda. »Izmerili smo hitrost vetra in izhodna moč. Nato smo znova postavili isti turbinski generatorski sistem, izmerili hitrost prostega vetra, hitrost vetra znotraj INVELOX-a in moč. Nato smo 5 do 15 dni (odvisno od testa) merili hitrostno-močnostne lastnosti in izračunali energijo v kW/h. Enkrat je bilo šeststo odstotkov več energije. V povprečju so se rezultati gibali od 81 do 660 odstotkov, povprečje pa je bilo približno 314 odstotkov več energije."

Invelox lahko deluje pri hitrosti vetra 1,5 km. Vetrna turbina Invelox stane le 750 dolarjev za 1-kilovatno namestitev. Proizvajalec tudi trdi, da so obratovalni stroški bistveno nižji v primerjavi s turbinami klasične tehnologije. Zaradi svoje majhnosti naj bi bil sistem bolj varen za ptice in druge divje živali, podobno kot varnostna turbina Ewicon. Sistem ima tudi možnost priklopa več turbin na en generator, torej prejemanja energije iz istega generatorja.

Razvite države se že dolgo zanašajo na obnovljive vire energije, vključno z vetrno energijo. Posledično je skupna zmogljivost vseh jedrskih elektrarn, ki delujejo na svetu, nekaj več kot 400 tisoč MW, skupna zmogljivost vetrnih elektrarn pa je presegla 500 tisoč MW! Vendar pa v državah, kjer se vetrna energija posveča pozornosti, ni niti Gazproma niti RAO UES. Tako kot bi bil pripet na oljno iglo ... A da ne govorimo o bolečih stvareh.

Torej v državah brez vsemogočnosti monopolov in klanskega sistema prevladujejo propelerski vetrni generatorji z vodoravno osjo vrtenja. Takšni generatorji zahtevajo močne podporne stolpe z dragimi temelji, kar poveča dobo vračila. Poleg tega so takšne enote močni nizkofrekvenčni viri hrupa. Propelerska "vetrnica" se vrti s hitrostjo le 15-30 vrtljajev na minuto, po menjalniku pa se hitrost poveča na 1500, posledično se gred generatorja, ki proizvaja električno energijo, vrti z enako hitrostjo. to klasična shema ima pomembne pomanjkljivosti: menjalnik je zapleten in drag mehanizem (do 20% stroškov celotnega vetrnega generatorja), zahteva sezonsko zamenjavo in se zelo hitro obrabi (glej).

Pomen razvoja vetrnih turbin

Te okoliščine omejujejo krog kupcev in jih silijo v iskanje alternative tradicionalnim vetrnim generatorjem. Jeklo vetrnih turbin z navpično osjo moderni trend. So tihe in ne zahtevajo velikih kapitalskih izdatkov, enostavnejše in cenejše za vzdrževanje kot horizontalne aksialne turbine. Vetrni generatorji z vodoravno osjo se prenesejo v zaščitni način (avtorotacija) pri največji hitrosti vetra, katere preseganje je preobremenjeno z uničenjem strukture. V tem načinu je propeler odklopljen od multiplikatorja in generatorja in električna energija se ne proizvaja. In rotorji z navpična os občutno manjše mehanske obremenitve pri enaki hitrosti vetra kot rotorji z vodoravno osjo. Poleg tega slednji zahtevajo drage sisteme za orientacijo vetra.

Do nedavnega je veljalo, da je za VAWT nemogoče dobiti koeficient hitrosti (razmerje največje linearna hitrost lopatic glede na hitrost vetra) je večja od enote. Ta preširoka predpostavka, ki velja le za določene tipe rotorjev, je vodila do napačnega sklepa, da je največji izkoristek vetrne energije pri vetrnih turbinah z navpično osjo manjši kot pri vetrnih turbinah s propelerjem s horizontalno osjo, zaradi česar ta vrsta vetrnih turbin sploh ni bila razvita skoraj 40 let. In šele v 60.–70. letih prejšnjega stoletja so najprej kanadski, nato ameriški in angleški strokovnjaki eksperimentalno dokazali, da ti zaključki ne veljajo za Darrieusove rotorje, ki uporabljajo dvižno silo lopatic. Za te rotorje je določeno največje razmerje med linearno hitrostjo delovnih teles in hitrostjo vetra 6: 1 in več, koeficient izkoriščanja vetrne energije pa ni nižji od horizontalno-aksialnih (propelerskih) rotorjev. Pomembno vlogo igra tudi dejstvo, da je obseg teoretičnih raziskav aerodinamike vertikalno-aksialnih rotorjev in izkušenj z razvojem in delovanjem vetrnih generatorjev na njihovi osnovi veliko manjši kot pri horizontalno-aksialnih rotorjih.

Ustvarjena je bila od ostalih drugačna vetrna turbina tipa vertikalne osi (mednarodna oznaka VAWT), katere učinkovitost izkoriščanja vetrne energije ni slabša od najboljših svetovnih vetrnih generatorjev z vodoravno osjo vrtenja. Inovativen, večplasten pristop k zasnovi vertikalnih vetrnih generatorjev med drugim temelji na uporabi nizko nameščenega vzdržljivega rotorja, na obodu katerega so pritrjena številna krilna jadra.

Rotor je opremljen s podpornimi oporniki šasije na kolesih, ki mu omogočajo vrtenje okoli fiksne osi s stabilnim položajem na temelju zaradi koles šasije. Mnoga jadra-krila ustvarjajo velik navor zaradi aerodinamičnih sil. Zaradi česar je ta zasnova rekordna glede gostote moči. Premer rotorja je lahko 10 metrov. Poleg tega je na takšnem rotorju mogoče namestiti krila s površino več kot 200 kvadratnih metrov, ki bo omogočal proizvodnjo do sto kilovatov električne energije.

Dimenzije in teža enot

Poleg tega je teža takšnih enot tako majhna, da jih je mogoče namestiti na strehe zgradb in jim s tem zagotoviti avtonomno napajanje. Ali pa je možno napajati objekt v gorah, kjer ni daljnovoda. Povečanje moči na poljubno veliko vrednost je mogoče doseči s podvajanjem takih enot. To pomeni, da z vgradnjo številnih podobnih inštalacij dosežemo potrebno moč.

Tehnična učinkovitost

Kar se tiče tehnične učinkovitosti. Naš prototip z višino lopatice 800 mm in prečno dimenzijo 800 mm je pri hitrosti vetra 11 m/s razvil mehansko moč 225 W (pri 75 obratih na minuto). Hkrati je stal na višini manj kot meter od površine zemlje. Glede na vir http://www.rktp-trade.ru primerljivo moč (300 W) razvije navpična vetrna turbina s petimi kraki, nameščena na šestmetrskem jamboru, in ima pet 1200 mm rezil, nameščenih na skupni premer 2.000 mm. To pomeni, če vzamemo, da so vetrne površine primerjanih vetrnic enake, se izkaže, da je prototip 2,5 do 3-krat bolj energetsko učinkovit kot znana vetrnica, ob upoštevanju dejstva, da veter v bližini tla so šibkejša zaradi bližine mejnega površja in imajo izrazito turbulentnost.

Na podlagi tega, če vemo, da ima opisani analog faktor izkoriščenosti vetrne energije (WEC) enak 0,2, lahko ocenimo prototipni WEC na 0,48, kar je precej višje kot pri VAWT tipa Savonius in Daria in ustreza svetovnemu najboljši vzorci vetrnih generatorjev s horizontalno osjo. Hkrati so poraba materiala in stroški prototipa veliko nižji kot pri propelerskih vetrnih turbinah, ki imajo mehanizme za usmerjanje vetra in visoko nameščeno gondolo z dragim planetnim menjalnikom.

Primerjalna ocena učinkovitosti rotorjev vetrnih turbin različne vrste - Tabela 1.

Prednosti vetrne turbine z navpično osjo VAWT

• Naprava se vrti v isto smer v kateri koli smeri vetra. Medtem ko morajo biti gondole vodoravnih vetrnih generatorjev usmerjene proti vetru, kar poveča stroške zasnove in skrajša življenjsko dobo gibljivih delov mehanizma za obračanje.
• Proizvodnja električne energije v VAWT se začne pri hitrosti vetra 5 m/s.
• Turbina ima visoko aerodinamično kakovost lopatic in inovativno arhitekturo, ki ji omogoča doseganje najmanj 47-odstotne učinkovitosti vetrne energije.
• Turbina ne zahteva vzdrževanja generatorja (obročasta ravna linearna brez ščetk in ležajev).
• Povečanje moči se doseže z vgradnjo dodatnih modulov.
• VAWT nima omejitev pri namestitvi v bližini ohišja in ne ustvarja nesprejemljivega elektromagnetnega in zvočnega sevanja. To omogoča namestitev turbin znotraj naselja, tudi na strehah večnadstropne zgradbe ne da bi poškodovali pokrajinski pogled.
• VAWT je popolnoma neškodljiv in se lahko namesti na selitvene poti ptic selivk.
• Turbina je odporna na močan veter in lahko prenese tudi orkanski veter. To dosežemo z mehanizmom za samodejno spreminjanje vpadnih kotov vertikalnih turbinskih lopatic (slike so prikazane zgoraj).
• VAWT ima lahke in enostavne komponente, ki jih je enostavno prenašati in namestiti.
• Turbina je zaščitena pred strelo.

Do danes je bil dokončan 3-D model mehanskega dela turbine v polni velikosti (z višino navpičnih lopatic 8 m), pa tudi delovne risbe delov in sklopov rotorja in njegove rotacijske enote. so bile zaključene. Risbe za električni generator in rezila so razvite ob upoštevanju največje skladnosti z merilom "cena - kakovost".

Projekt vključuje načrtovanje, izdelavo in testiranje vzorca VAWT v polni velikosti (navpična višina rezila 8 m). Po katerem je predvidena organizacija industrijske proizvodnje takšne instalacije po odpravljanju napak v pilotnem modelu, pri čemer so takšne instalacije nameščene na neelektrificiranih območjih na podeželju in zgradbah v mestih.

Področja uporabe inovativnega vetrnega generatorja so načeloma enaka kot pri njegovih analogih. To pomeni, da gre za proizvodnjo električne energije na mestih, kjer ni stacionarnih virov, pa tudi tam, kjer uporaba drugih načinov pridobivanja električne energije ni ekonomsko donosna. Zlasti so to objekti za posebne namene, ki zahtevajo avtonomno napajanje, na primer svetilniki in radijski svetilniki, mejne postojanke in mejne postaje, avtomatizirane meteorološke in zračne navigacijske postaje.

Nenehno izčrpavanje naravnih virov vodi v Zadnje časeČloveštvo je zaposleno z iskanjem alternativnih virov energije. Danes je znanih precej veliko vrst alternativne energije, ena izmed njih je uporaba vetrne energije.

Vetrno energijo so ljudje uporabljali že v pradavnini, na primer pri delovanju mlinov na veter. Prvi vetrni generator (vetrna turbina), ki je služil za proizvodnjo električne energije, je bil zgrajen na Danskem leta 1890. Tovrstne naprave so začeli uporabljati v primerih, ko je bilo treba z električno energijo zagotoviti težko dostopno območje.

Načelo delovanja generatorja vetra:

• Veter vrti kolo z lopaticami, ki preko menjalnika prenaša navor na gred generatorja.
• Pretvornik opravlja nalogo pretvorbe prejetega enosmernega električnega toka v izmenični.
• Baterija je namenjena za napajanje omrežja brez vetra.

Moč vetrne turbine je neposredno odvisna od premera vetrnega kolesa, višine jambora in sile vetra. Trenutno se proizvajajo vetrni generatorji s premeri lopatic od 0,75 do 60 m ali več. Najmanjša od vseh sodobnih vetrnih turbin je G-60. Premer rotorja s petimi lopaticami je le 0,75 m, pri hitrosti vetra 3-10 m/s lahko ustvari moč 60 W; njegova teža je 9 kg. Ta namestitev se uspešno uporablja za razsvetljavo, polnjenje baterij in delovanje komunikacijske opreme.

Vse vetrne generatorje lahko razvrstimo po več načelih:

• Osi vrtenja.
• Število rezil.
• Material, iz katerega so izdelana rezila.
• Korak vijaka.

Razvrstitev po osi vrtenja:

• Vodoravno.
• Navpično.

Najbolj priljubljeni so horizontalni vetrni generatorji, katerih os vrtenja je vzporedna s tlemi. Ta vrsta se imenuje "mlin na veter", katerega rezila se vrtijo proti vetru. Zasnova vodoravnih vetrnih generatorjev omogoča samodejno vrtenje glave (v iskanju vetra) in vrtenje lopatic za uporabo vetra nizke moči.

Vertikalne vetrne turbine so veliko manj učinkovite. Lopatice takšne turbine se vrtijo vzporedno s površino zemlje v kateri koli smeri in moči vetra. Ker se v kateri koli smeri vetra polovica lopatic vetrnega kolesa vedno vrti proti njemu, vetrnica izgubi polovico svoje moči, kar bistveno zmanjša energetsko učinkovitost naprave. Vendar pa je tovrstno vetrno turbino lažje namestiti in vzdrževati, saj sta njen menjalnik in generator nameščena na tleh. Slabosti vertikalnega generatorja so: draga montaža, precejšnji obratovalni stroški in tudi dejstvo, da namestitev takšne vetrne turbine zahteva veliko prostora.

Vetrni generatorji horizontalni tip primernejši za pridobivanje električne energije v industrijsko merilo, se uporabljajo v primeru ustvarjanja sistema vetrnih elektrarn. Navpične se pogosto uporabljajo za potrebe majhnih zasebnih kmetij.

Razvrstitev po številu rezil:

• Dvorezilo.
• Tri rezila.
• Več rezil (50 ali več rezil).

Glede na število lopatic se vse instalacije delijo na dvo-, tri- in večlamelne (50 ali več lopatic). Za proizvodnjo potrebne količine električne energije ni potrebno dejstvo vrtenja, temveč doseganje zahtevanega števila vrtljajev.

Vsaka lopatica (dodatna) poveča skupni upor vetrnega kolesa, kar oteži doseganje delovne hitrosti generatorja. Tako se naprave z več rezili res začnejo vrteti pri nižjih hitrostih vetra, vendar se uporabljajo v primerih, ko je pomembno samo dejstvo vrtenja, na primer pri črpanju vode. Vetrni generatorji z velikim številom lopatic se praktično ne uporabljajo za proizvodnjo električne energije. Poleg tega na njih ni priporočljivo namestiti menjalnika, ker to zaplete konstrukcijo in jo naredi manj zanesljivo.

Razvrstitev glede na material rezila:

• Vetrni generatorji s togimi lopaticami.
• Jadralni vetrni generatorji.

Upoštevati je treba, da so lamele jadra veliko enostavnejše za izdelavo in zato cenejše od toge kovine ali steklenih vlaken. Vendar lahko takšni prihranki povzročijo nepričakovane stroške. Če je premer vetrnega kolesa 3 m, potem pri hitrosti generatorja 400-600 vrt / min konica lopatice doseže hitrost 500 km / h. Ob upoštevanju dejstva, da zrak vsebuje pesek in prah, je to dejstvo resna preizkušnja tudi za trde rezila, ki v stabilnih pogojih delovanja zahtevajo letno zamenjavo protikorozijske folije na koncih rezil. Če ne posodobite protikorozijskega filma, bo trdo rezilo postopoma začelo izgubljati svoje lastnosti.

Lamele tipa jadra je treba zamenjati ne enkrat letno, ampak takoj po prvem resnem vetru. Zato avtonomno napajanje, ki zahteva znatno zanesljivost komponent sistema, ne upošteva uporabe jadralnih lopatic.

Razvrstitev glede na korak propelerja:

• Fiksni korak propelerja.
• Spremenljiv korak propelerja.

Seveda spremenljiv korak propelerja poveča razpon efektivnih delovnih vrtljajev vetrnega generatorja. Vendar pa uvedba tega mehanizma vodi do zapleta zasnove lopatic, povečanja teže vetrnega kolesa in tudi zmanjša splošne zanesljivosti vetrne turbine. Posledica tega je potreba po okrepitvi strukture, kar vodi do znatnega povečanja stroškov sistema ne le med pridobitvijo, ampak tudi med delovanjem.

Sodobni vetrni generatorji so visokotehnološki izdelki, katerih moč sega od 100 do 6 MW. Vetrne elektrarne inovativne zasnove omogočajo stroškovno učinkovito izrabo energije najšibkejšega vetra – od 2 m/s. S pomočjo vetrnih generatorjev je danes mogoče uspešno reševati probleme oskrbe z električno energijo otočnih ali lokalnih objektov katere koli zmogljivosti.

Vetrne turbine

Vrste vetrnih turbin. Novi dizajni in tehnične rešitve

Vetrna energija preseneča s svojo raznolikostjo in nenavaden dizajn zasnove vetrnih generatorjev. Obstoječe zasnove vetrnih generatorjev in predlagani projekti postavljajo vetrno energijo izven konkurence v smislu izvirnosti tehničnih rešitev v primerjavi z vsemi drugimi mini energetskimi kompleksi, ki uporabljajo obnovljive vire energije.

Trenutno obstaja veliko različnih idejnih zasnov vetrnih generatorjev, ki jih lahko glede na tip vetrnih koles (rotorji, turbine, propelerji) razdelimo na dva glavna tipa. To so vetrne turbine z vodoravno osjo vrtenja (krilne) in z navpično osjo (rotacijske, t. i. turbine v obliki črke H).

Vetrne turbine z vodoravno osjo vrtenja

Vetrne turbine z vodoravno osjo vrtenja. Pri vetrnicah z vodoravno osjo vrtenja sta gred rotorja in generator nameščena na vrhu, sistem pa mora biti usmerjen proti vetru. Majhne vetrne elektrarne so vodene s pomočjo vetrnih lopatic, večje (industrijske) naprave pa imajo vetrne senzorje in servomotorje, ki obračajo os vrtenja v veter. Večina industrijskih vetrnih turbin je opremljena z menjalniki, ki omogočajo prilagajanje sistema trenutni hitrosti vetra. Ker jambor za seboj ustvarja turbulentne tokove, je vetrno kolo običajno usmerjeno proti zračnemu toku. Lopatice vetrnega kolesa so dovolj močne, da preprečijo stik z jamborom zaradi močnih sunkov vetra. Vetrne turbine te vrste ne zahtevajo vgradnje dodatnih mehanizmov za usmerjanje vetra.

Vetrno kolo z vodoravno osjo

Vetrno kolo je lahko izdelano z različnim številom lopatic: od enokrakih vetrnih generatorjev s protiutežmi do večkrakih (s številom lopatic do 50 ali več). Vetrna kolesa z vodoravno osjo Rotacije se včasih izvajajo v fiksni smeri, tj. ne morejo se vrteti okoli navpične osi, ki je pravokotna na smer vetra. Ta vrsta vetrnega generatorja se uporablja le, če obstaja ena prevladujoča smer vetra. Največkrat je sistem, na katerega je pritrjeno vetrovno kolo (ti glava) rotacijski, usmerjen v smeri vetra. Majhni vetrni generatorji za ta namen uporabljajo repne plavuti, veliki pa uporabljajo elektroniko za nadzor orientacije.

Za omejevanje hitrosti vrtenja vetrnega kolesa pri visokih hitrostih vetra se uporabljajo številne metode, vključno z namestitvijo lopatic v pernati položaj, uporabo ventilov, ki stojijo na lopaticah ali se vrtijo z njimi, itd. pritrjen na gred generatorja ali pa se navor lahko prenaša z njegovega roba preko sekundarne gredi na generator ali drug delovni stroj.

Trenutna višina jambora industrijski vetrni generator variira v razponu od 60 do 90 m, naredi 10-20 obratov na minuto. Nekateri sistemi imajo preklopni menjalnik, ki omogoča, da se vetrno kolo vrti hitreje ali počasneje, odvisno od hitrosti vetra, hkrati pa ohranja proizvodnjo energije. Vsi sodobni vetrni generatorji so opremljeni z možnostjo samodejne zaustavitve v primeru prevelike količine močni vetrovi.

Glavne prednosti horizontalne osi so naslednje: spremenljiv naklon turbinskih lopatic, ki omogoča maksimalno izkoriščanje vetrne energije glede na atmosferske razmere; visok jambor vam omogoča, da "dosežete" močnejše vetrove; visoka učinkovitost zaradi smeri vetrnega kolesa pravokotno na veter.

Hkrati ima vodoravna os številne pomanjkljivosti. Med njimi so visoki do 90 m visoki jambori in dolge lopatice, ki jih je težko prenašati, masivnost jambora, potreba po usmeritvi osi proti vetru itd.

Vetrni motorji z navpično osjo vrtenja. Glavna prednost takšnega sistema je, da osi ni treba usmeriti proti vetru, saj vetrna elektrarna uporablja veter, ki prihaja iz katere koli smeri. Poleg tega je poenostavljena zasnova in zmanjšane so giroskopske obremenitve, ki povzročajo dodatno obremenitev v rezilih, zobniškem sistemu in drugih elementih inštalacij z vodoravno osjo vrtenja. Takšne naprave so še posebej učinkovite na območjih s spremenljivimi vetrovi. Vertikalno-aksialne turbine delujejo pri nizkih hitrostih vetra in kateri koli smeri vetra brez orientacije na veter, vendar imajo nizko učinkovitost.

Avtor ideje o ustvarjanju turbine z navpično osjo vrtenja (turbina v obliki črke H) je francoski inženir George Jean Marie Darius (Jean Marie Darier). Ta tip vetrnega generatorja je bil patentiran leta 1931. Za razliko od turbin z vodoravno osjo, turbine v obliki črke H "lovijo" veter, ko spreminja smer, ne da bi spremenili položaj samega rotorja. Zato vetrni generatorji te vrste nimajo "repa" in izgledajo kot sod. Rotor ima navpično os vrtenja in je sestavljen iz dveh do štirih ukrivljenih lopatic.

Lopatice tvorijo prostorsko strukturo, ki se vrti pod vplivom dvižnih sil, ki nastanejo na lopaticah zaradi toka vetra. V rotorju Daria dosega koeficient izkoriščenosti vetrne energije vrednosti 0,300,35. Pred kratkim je bil izveden razvoj rotacijskega motorja Darrieus z ravnimi lopaticami. Zdaj lahko vetrni generator Darrieus štejemo za glavnega konkurenta lopaticnih vetrnih generatorjev.

Namestitev ima precej visoko učinkovitost, vendar ustvarja resne obremenitve na jamboru. Sistem ima tudi velik začetni navor, ki ga veter težko ustvari. Najpogosteje se to zgodi z zunanjim vplivom.

Druga vrsta vetrnega kolesa je Savoniusov rotor, ki ga je ustvaril finski inženir Sigurt Savonius leta 1922. Navor nastane, ko zrak kroži okoli rotorja zaradi različnega upora konveksnega in konkavnega dela rotorja. Kolo je preprosto, vendar ima zelo nizek faktor izkoristka vetrne energije - le 0,1-0,15.

Glavna prednost vertikalnih vetrnih generatorjev je, da ne potrebujejo mehanizma za usmerjanje vetra. Njihov generator in drugi mehanizmi so nameščeni na nizki višini blizu baze. Vse to bistveno poenostavi zasnovo. Delovni elementi so nameščeni blizu tal, kar olajša vzdrževanje. Nizka minimalna delovna hitrost vetra (2-2,5 m/s) povzroča manj hrupa.

Vendar pa je resna pomanjkljivost teh vetrnih turbin pomembna sprememba pogojev toka okoli krila med enim vrtenjem rotorja, ki se med delovanjem ciklično ponavlja. Zaradi rotacijskih izgub proti zračnemu toku je večina vetrnih turbin z navpično osjo vrtenja skoraj polovico manj učinkovita od tistih z vodoravno osjo.

Iskanje novih rešitev v vetrni energiji se nadaljuje in že obstajajo izvirni izumi, na primer turbo jadro. Vetrni generator je nameščen v obliki dolge navpične cevi višine 100 m, v kateri zaradi temperaturnega gradienta med koncema cevi nastane močan zračni tok. Sam električni generator je skupaj s turbino predviden za vgradnjo v cev, zaradi česar bo pretok zraka zagotavljal vrtenje turbine. Kot kaže praksa delovanja takšnih vetrnih generatorjev, se po vrtenju turbine in posebnem segrevanju zraka na spodnjem robu cevi tudi v mirnem vetru (in zatišju) v cevi vzpostavi močan in stabilen zračni tok. . Zaradi tega so takšne vetrne elektrarne obetavne, vendar le v nenaseljenih območjih (pri obratovanju taka naprava v cev posesa ne le majhne predmete, ampak tudi velike živali). Te instalacije so obdane s posebno zaščitno mrežo, krmilni sistem pa je nameščen na zadostni razdalji.

Turbosail

Strokovnjaki delajo na izdelavi posebne naprave za zbijanje vetra - difuzor (kompaktor vetrne energije). V enem letu vetrna turbina tega tipa uspe "ujeti" 4-5 krat več energije kot klasična. Visoka hitrost vrtenja vetrnega kolesa je dosežena z difuzorjem. V njenem ožjem delu je pretok zraka še posebej hiter, tudi ob razmeroma šibkem vetru.

Vetrni generator z difuzorjem

Kot je znano, hitrost vetra narašča z višino, kar ustvarja več ugodni pogoji za uporabo vetrnih generatorjev. Zmaja so izumili na Kitajskem pred približno 2300 leti. Zamisel o uporabi zmaja za dvig vetrnega generatorja na višino se postopoma uresničuje.

Švicarski oblikovalci iz podjetja Etra so predstavili novo zasnovo napihljivih zmajev, ki lahko dvignejo do 100 kg s težo krila 2,5 kg. Uporabljajo se lahko za namestitev na morska plovila in dviganje vetrnih turbin na visoke nadmorske višine (do 4 km). Leta 2008 je bil podoben sistem testiran med potovanjem kontejnerske ladje Beluga SkySails iz Nemčije v Venezuelo (prihranek goriva je znašal več kot 1000 $/dan).

Na primer, v Hamburgu je družba Beluga Shipping namestila tak sistem na dizelsko ladjo za razsuti tovor Beluga SkySails. Zmaj v obliki jadralnega padala velikosti 160 m2 se zaradi dvižne sile vetra dvigne v zrak do višine do 300 m. Jadralno padalo je razdeljeno na prekate, v katere se na ukaz računalnika po elastičnih cevkah dovaja zrak. stisnjen zrak. Podjetje Beluga SkySails namerava do leta 2013 s takšnim sistemom opremiti približno 400 tovornih ladij.

Vetrne glave "Windcatcher"

Zasnova vetrne glave "Windcatcher" ima zanimivo rešitev. Vrtljivo ohišje generatorja je izdelano precej dolgo (približno 0,5 m), v srednjem delu (v intervalu od prirobnice generatorja do lopatic) je mehanizem za zlaganje lopatic. Po principu delovanja je podoben mehanizmu odpiranja avtomatskega dežnika, lopatice pa spominjajo na krilo zmaja. Za zagotovitev, da se rezila med zlaganjem ne naslanjajo drug na drugega, so njihove pritrdilne osi rahlo zamaknjene. Štiri rezila (skozi eno) gredo navznoter, štiri pa navzven. Po zlaganju se uporna površina vetrnice zmanjša skoraj štirikrat, koeficient pa aerodinamičnega upora- skoraj dva.

V zgornjem delu nosilca vetrnice je nameščen »jarem« z navpično osjo vrtenja. Na enem koncu je vetrni generator, na drugem pa protiutež. Pri rahlem vetru je vetrni generator s protiutežjo dvignjen nad zgornjo raven podpore, os vetrne turbine pa je vodoravna. Ko veter narašča, se pritisk na vetrno kolo poveča in le-to začne padati ter se vrteti okoli vodoravne osi. Tako deluje še en sistem »bega« pred močnim vetrom. Zasnova omogoča, da se nihajne roke razširijo, tako da so vetrni generatorji nameščeni drug za drugim. Izkaže se kot nekakšen venec enakih modulov, ki v šibkem vetru stojijo drug nad drugim, v močnem vetru pa se spustijo navzdol in se "skrivajo" v "vetrni senci" vetrnega kolesa. To vključuje tudi sposobnost prilagajanja sistema zunanjim obremenitvam.

Vetrni generator Eolic

Oblikovalci Marcos Madia, Sergio Oashi in Juan Manuel Pantano so razvili prenosni vetrni generator Eolic. Za izdelavo naprave so bili uporabljeni le materiali iz aluminija in ogljikovih vlaken. Ko je sestavljena, ima turbina Eolic dolžino približno 170 cm. Ta vetrni generator je mogoče zložiti za prenašanje.

Dizajnerski vetrni generator Revolution Air

Danes obstaja veliko oblikovalskih projektov in razvoja. Tako je francoski oblikovalec Philippe Starck ustvaril vetrni generator Revolution Air. Projekt oblikovanja vetrnice se imenuje "Demokratična ekologija".

Vetrni generator Energy Ball

Mednarodna skupina oblikovalcev in inženirjev Home-energy je predstavila svoj izdelek - vetrni generator Energy Ball. Glavna značilnost novega izdelka je razporeditev rezil na njem kot krogla. Vsi so na obeh koncih povezani z rotorjem. Ko veter prehaja skozi njih, piha vzporedno z rotorjem, kar poveča učinkovitost generatorja. Energy Ball lahko deluje tudi pri zelo nizkih hitrostih vetra in proizvaja veliko manj hrupa kot običajne vetrne turbine.

Vetrni generator Tretyakov

Edinstveno vetrno turbino so ustvarili oblikovalci iz Samare. Pri uporabi v urbanem okolju je cenejši, varčnejši in zmogljivejši od evropskih analogov. Vetrni generator Tretyakov je dovod zraka, ki zajema tudi razmeroma šibke zračne tokove. Novi izdelek začne proizvajati koristno energijo že pri hitrosti 1,4 m/s. Poleg tega ni potrebna draga montaža: instalacija se lahko namesti na zgradbo, jambor, most itd. Ima višino 1 m in dolžino 1,4 m. Učinkovitost je konstantna - približno 52%. Moč industrijske naprave je 5 kW. Na razdalji 2 m je hrup vetrne elektrarne manjši od 20 dB (za primerjavo: hrup ventilatorja je od 30 do 50 dB).

Ameriško podjetje Wind Tronics iz Michigana je razvilo kompaktno vetrno turbino za uporabo v zasebnih gospodinjstvih. Razvijalec tehnologije je Wind Tronics, proizvodni velikan Honeywell pa je začel s proizvodnjo vetrnih turbin. Zasnova vključuje nič škode za okolje.

Ta namestitev uporablja rotor turbine Blade Tip Power System (BTPS), ki vetrnemu generatorju omogoča delovanje v veliko širšem razponu hitrosti vetra, hkrati pa zmanjšuje mehanski upor in težo turbine. Wind Tronics se začne vrteti pri hitrosti vetra le 0,45 m/s in deluje do hitrosti 20,1 m/s! Izračuni kažejo, da takšna turbina proizvaja elektriko v povprečju 50 % pogosteje in dlje kot tradicionalni vetrni generatorji. Mimogrede, avtomatizacija z anemometrom, ki je nenehno povezan z njim, spremlja hitrost in smer vetra. Ko je dosežena največja obratovalna hitrost, se turbina preprosto obrne proti vetru z aerodinamično stranjo. Avtomatizacija sistema se takoj odzove na leden dež, ki lahko povzroči poledico. Tehnologija je patentirana že v več kot 120 državah.

Zanimanje za male vetrne turbine po vsem svetu narašča. Mnoga podjetja, ki se ukvarjajo z reševanjem tega problema, so bila precej uspešna pri ustvarjanju lastnih izvirnih rešitev.

Podjetje Optiwind proizvaja originalne vetrne turbine Optiwind 300 (300 kW, cena – 75 tisoč evrov) in Optiwind 150 (150 kW, cena – 35 tisoč evrov). Namenjeni so kolektivnemu varčevanju z energijo v vaseh in kmetijah (slika 12). Glavna zamisel je zbiranje vetrne energije z uporabo zloženih struktur več turbin na dostojni višini. Optiwind 300 je opremljen z 61-metrskim stolpom, premer pospeševalne platforme je 13 m, premer posamezne turbine pa 6,5 ​​m.

Zasnova turbine GEDAYC ima nenavaden videz (slika 13). Nizka teža omogoča, da turbina učinkovito vrti električni generator pri hitrosti vetra 6 m/s. Nova oblika rezila uporablja princip, podoben "sistemu" zmaj. Turbine GEDAYC so že nameščene na treh vetrnih turbinah z močjo 500 kW, ki oskrbujejo rudnike z energijo. Namestitev turbin GEDAYC in njihovo poskusno delovanje sta pokazala, da zahvaljujoč nov dizajn turbine so lažje, priročnejše za transport in enostavnejše za vzdrževanje.

Earth Tronics je razvil novo vrsto "domačih" vetrnih turbin podjetja Honeywell. Sistem omogoča ustvarjanje električne energije na konicah lopatic in ne na osi (kot je znano, je hitrost vrtenja konic lopatic veliko večja od hitrosti vrtenja osi). Turbina Honeywell tako ne uporablja menjalnika in generatorja, kot pri običajnih vetrnih generatorjih, kar poenostavi konstrukcijo, zmanjša njeno težo in prag hitrosti vetra, pri katerem začne vetrni generator proizvajati elektriko.

Na Kitajskem so izdelali pilotni projekt vetrnega generatorja z magnetno levitacijo. Magnetno vzmetenje je omogočilo zmanjšanje začetne hitrosti vetra na 1,5 m/s in s tem povečanje skupne proizvodnje generatorja med letom za 20%, kar naj bi zmanjšalo stroške proizvedene električne energije.

Maglev Wind Turbine Technologies s sedežem v Arizoni namerava proizvajati vetrne turbine z navpično osjo Maglev Turbine z največjo zmogljivostjo 1 GW. Ta eksotični model vetrne turbine je videti kot stolpnica, vendar je majhen glede na svojo moč. Ena turbina Maglev lahko oskrbuje z energijo 750 tisoč domov in pokriva območje (vključno z izključitvenim območjem) veliko okoli 40 hektarjev. To turbino je izumil izumitelj Ed Mazur, ustanovitelj MWTT. Turbina Maglev lebdi na magnetni levitaciji. Glavne komponente nova namestitev ki se nahajajo pri tleh, jih je lažje vzdrževati. Teoretično nova turbina deluje normalno tako pri izjemno šibkem vetru kot pri zelo močnem (nad 40 m/s). Podjetje namerava v bližini svojih turbin odpreti znanstvene in izobraževalne centre.

Pri preučevanju ustvarjalne dediščine briljantnega ruskega inženirja Vladimirja Šuhova (1853-1939) so strokovnjaki iz Inbitek-TI LLC opozorili na njegove ideje o uporabi hiperboloidov jeklenih palic v arhitekturi in gradbeništvu.

Vetrna turbina hiperboloidnega tipa

Potencial takšnih struktur danes še ni v celoti raziskan ali raziskan. Znano je tudi, da je Šuhov svoje delo s hiperboloidi imenoval "raziskovanje". Na podlagi njegovih zamisli je nastal razvoj rotorskih vetrnih generatorjev popolnoma nove zasnove. Ta zasnova bo omogočila proizvodnjo električne energije tudi pri zelo nizkih hitrostih vetra. Za štart iz mirovanja je potrebna hitrost vetra 1,4 m/s. To dosežemo z uporabo levitacijskega učinka rotorja vetrnega generatorja. Vetrni generator te vrste lahko začne delovati tudi v naraščajočih zračnih tokovih, kar se običajno pojavi ob reki, jezeru ali močvirju.

Mobilna vetrna turbina

Še en zanimiv projekt - vetrni generator Mobile Wind Turbine - so razvili oblikovalci studia Pope Design (slika 17). To je mobilni vetrni generator, ki se nahaja na dnu tovornjak. Za upravljanje mobilne vetrne turbine je potreben le operater-voznik. Ta vetrni generator se lahko uporablja na območjih naravnih nesreč, med ukrepanjem v sili in pri obnovi infrastrukture.

Trenutno stanje vetrne energije, predlagane zasnove in tehnične rešitve vetrnih generatorjev in "vetrnih kompaktorjev" omogočajo skoraj povsod ustvarjanje mini vetrnih elektrarn za zasebno uporabo. Prag hitrosti za zagon vetrnega generatorja se je zaradi tehničnega razvoja znatno zmanjšal, zmanjšajo se tudi kazalniki teže in velikosti vetrnih turbin. To vam omogoča upravljanje vetrnih elektrarn v "domačih" pogojih.

Vrste vetrnih turbin

Minerali, pridobljeni iz globin zemlje in jih človeštvo uporablja kot vir energije, žal niso neomejeni. Vsako leto se njihova vrednost poveča, kar je razloženo z zmanjšanjem ravni proizvodnje. Alternativna in rastoča možnost oskrbe z energijo je vetrne elektrarne za domov. Oni omogočajo pretvorbo vetrne energije v izmenični tok , ki omogoča zagotavljanje vseh električnih potreb vseh gospodinjskih aparatov. Glavna prednost takšnih generatorjev je njihova absolutna okolju prijaznost, pa tudi brezplačna uporaba električne energije neomejeno število let. Katere druge prednosti ima vetrni generator za dom, pa tudi značilnosti njegovega delovanja, bomo razpravljali še naprej.

Že stari ljudje so opazili, da je veter lahko odličen pomočnik pri izvajanju številnih del. Mlini na veter, ki so omogočili spreminjanje žita v moko brez porabe lastne energije, so postali ustanovitelji prvih vetrnih generatorjev.

Vetrne elektrarne sestavljajo številni generatorji, ki so sposobni sprejemati, pretvarjati in shranjevati vetrno energijo v izmenični tok. Brez težav lahko celotno hišo oskrbijo z elektriko, ki se pojavi od nikoder.