קטגוריות: מאמרים מוצגים » חדשות חשמליות מעניינות
מספר צפיות: 57084
הערות לכתבה: 3
5 עיצובים יוצאי דופן של מחוללי רוח
אנרגיית רוח מתפתחת באופן פעיל ברחבי העולם, וזה לא סוד לאף אחד שזה אחד התחומים המבטיחים ביותר של אנרגיה חלופית כרגע. באמצע 2014, הקיבולת הכוללת של כל גנרטורי הרוח המותקנים בעולם הייתה 336 ג'יגה-וואט, והגנרטור הרוחי הגדול בעל שלוש-להבים Vestas-164-אנכי הותקן והושק בתחילת 2014 בדנמרק. כוחו מגיע ל -8 מגה-וואט, וטווח הלהבים הוא 164 מטר.
למרות הטכנולוגיה ארוכת השנים לייצור טורבינות שבשבת וטחנות רוח באופן כללי, חובבי רבים מבקשים לשפר את הטכנולוגיה, להגדיל את יעילותה ולהפחית גורמים שליליים.
כידוע, מקדם ניצול האנרגיה של זרימת הרוח מחוללי רוח מסורתיים במקרה הטוב, הוא מגיע ל -30%, הם די מרעישים ומעוררים את מאזן החום הטבעי של השטחים הסובבים, ומעלים את הטמפרטורה של שכבת האוויר במשטח בלילה. הם גם מסוכנים מאוד לציפורים ותופסים אזורים גדולים.
אילו חלופות קיימות? למעשה, עבודתם של ממציאים מודרניים אינה יודעת גבול, והומצאו אלטרנטיבות רבות ושונות.
בואו נסתכל על חמשת העיצובים היותר ראויים לציון בתעשייה עבור טורבינות רוח בולטות ביותר.
מאז 2010 מפתחת החברה האמריקאית אלטרוס אנרגיות, שבסיסה במכון המחקר של מסצ'וסטס, דור חדש של גנרטורי רוח. סוג חדש של גנרטור רוח מיועד לפעול בגבהים של עד 600 מטר, שם מחוללי רוח רגילים פשוט לא יכולים להגיע. זה בגבהים כה גדולים, כי הרוחות החזקות מנשבות ללא הרף, אשר חזקות פי 5-8 מרוחות הסמוכות לפני שטח האדמה.
הגנרטור הוא מבנה מתנפח, הדומה לספינת אוויר מנופחת הליום, בה מותקנת טורבינת שלושה להבים על הציר האופקי. מחולל רוח כזה הושק בשנת 2014 באלסקה לגובה של כ -300 מטר לבדיקה במשך 18 חודשים.
היזמים טוענים כי טכנולוגיה זו תייצר חשמל בשווי 18 סנט לקילוואט שעה, שזה מחצית המחיר של העלות הרגילה של כוח הרוח באלסקה. בעתיד, גנרטורים כאלה עשויים בהחלט להיות מסוגלים להחליף תחנות כוח דיזל, כמו גם למצוא יישום באזורים בעייתיים.
בעתיד מכשיר זה לא יהיה רק מחולל חשמל, אלא גם חלק מתחנת מזג אוויר ואמצעי נוח לספק אינטרנט בשטחים הרחוקים מהתשתית המתאימה.
לאחר ההתקנה מערכת כזו אינה מצריכה נוכחות של כוח אדם, אינה תופסת שטח גדול וכמעט שותקת. ניתן לשלוט עליו מרחוק, ודורש תחזוקה רק פעם אחת בכל 1-1.5 שנים.
החלטה מעניינת נוספת ליצור עיצוב יוצא דופן של חוות רוח מיושמת באיחוד האמירויות. לא הרחק מאבו דאבי, מוקמת העיר מדסר, בה הם מתכננים להקים חוות רוח יוצאת דופן למדי, שנקראה על ידי יזמי "Windstalk".
מייסד ה- Atelier DNA, חברת עיצוב מבוססת ניו יורק, שפיתח את העיצוב לפרויקט זה, אמר כי הרעיון המרכזי היה למצוא מודל קינטי בטבע שיכול לשמש לייצור חשמל, ומודל כזה נמצא. 1203 גבעולים של סיבי פחמן, שכל אחד מהם כ -55 מטר, עם בסיסי בטון ברוחב 20 מטר, יותקנו במרחק של 10 מטרים זה מזה.
הגבעולים מחוזקים בגומי, ורוחבם עומד על כ -30 ס"מ, ומתחדדים עד 5 סנטימטרים בחלקם העליון.כל גזע כזה יכיל שכבות אלקטרודות לסירוגין ודיסקים קרמיים העשויים מחומר פיוזואלקטרי המייצר זרם חשמלי כאשר הוא נתון ללחץ.
כאשר הגבעולים יתנדנדו ברוח, הדיסקים יתכווצו ויוצרים זרם חשמלי. שום רעש מלהבי טורבינות הרוח, אין קורבנות בקרב הציפורים, אלא הרוח.
הרעיון נוצר על ידי התבוננות בקנים המתנדנדים בביצה.
פרויקט Windstalk של ה- DNA של אטלייה זכה במקום הראשון בתחרות מחולל האמנות לאדמה בחסות מדסר כדי לבחור ביצירות האמנות הבינלאומיות הטובות ביותר לייצור אנרגיה ממקורות מתחדשים.
השטח שתפוס תחנת רוח לא שגרתית זו יכסה 2.6 דונם, ומבחינת הכוח הוא יתאים לגנרטור רוח קונבנציונאלי, שתופס שטח דומה. המערכת יעילה בגלל היעדר הפסדי חיכוך הגלומים במערכות מכניות מסורתיות.
בבסיס כל גבעול יוקם גנרטור הממיר מומנט מהגבעול באמצעות מערכת בולם זעזועים וצילינדר, בדומה למערכת Levant Power שפותחה בקיימברידג ', מסצ'וסטס.
מכיוון שהרוח אינה קבועה, תוחל מערכת לאחסון אנרגיה כך שניתן יהיה לבזבז את האנרגיה המצטברת גם כשאין רוח, הסבירו העובדים העובדים על הפרויקט.
בחלקו העליון של כל גבעול יותקן נורת לד, שהבהירות שלה תלויה ישירות בחוזק הרוח ובכמות החשמל הנוצרת כיום.
מסלול הרוח יעבוד על התנודדות כאוטית, המאפשרת לכם למקם את האלמנטים הרבה יותר קרוב אחד לשני מאשר אפשרי עם טורבינות רוח קונבנציונאליות מסוג להב.
פרויקט Wavestalk דומה מפותח להמיר את האנרגיה של זרמי האוקיאנוס והגלים, שם מערכת דומה תהיה הפוכה מתחת למים.
הפרויקט, שפותח על ידי Saphon Energy מתוניסיה, כמו גם Windstalk, הוא גנרטור רוח נטול להב, אך הפעם למכשיר יש עיצוב מפרש מפרש.
הגנרטור השקט הזה, שדומה לצלחת לוויין בכושר, נקרא Saphonian. אין לו חלקים מסתובבים והוא בטוח לחלוטין לציפורים. מסך הגנרטור מבצע תנועה קדימה ואחורה בהשפעת רוח ויוצר תנודות במערכת ההידראולית.
מטרת הפרויקט היא לשפר את הביצועים של מחוללי רוח בכל הקשור לשימוש בזרימת רוח. הרוח ממש רותמת את עצמה למפרש, שעושה תנועות קדימה ואחורה תחת פעולתו, בעוד אין להבים, אין רוטור, אין הילוכים. אינטראקציה זו מאפשרת להמיר אנרגיה קינטית יותר לאנרגיה מכנית באמצעות בוכנות.
ניתן לצבור אנרגיה במצברים הידראוליים, או להמיר אותה לאנרגיה חשמלית באמצעות גנרטור, או שניתן להביא מנגנון כלשהו לסיבוב בעזרתו. אם למחוללי רוח קונבנציונליים יש יעילות של 30%, אז גנרטור מסוג שיט זה נותן לכל 80%. יעילותו עולה על טחנות רוח מסוג להבים פי 2.3.
בגלל היעדר רכיבים יקרים, כמו שקורה בטורבינת רוח (להבים, רכזות, תיבות הילוכים), במקרה של ספוניון, עלויות הציוד מופחתות ל -45%.
לצורתו האווירודינמית של הספוני יש את היתרון שלזרמי רוח סוערים יש השפעה מועטה על גוף המפרש, והכוח האווירודינמי רק הולך וגובר. זה בגלל טורבולנס כי טורבינות רוח אינן משמשות באזורים עירוניים, וניתן להשתמש בהן גם בספוני. בנוסף, ממוזערים גורמי אקוסטי ורעידות מזיקים. Saphon Energy קיבלה את פרס KPMG לחדשנות.
גישה מהפכנית נוספת לשימוש באנרגיית רוח מיושמת בשנת 2008 על ידי ממציא - חובב מקליפורניה.מחוללי רוח גדולים לעיירות קטנות בגודל של בניין בן 30 קומות, והלהבים שלהם מגיעים לגודל הכנפיים של בואינג 747.
גנרטורים ענקיים אלה בהחלט מייצרים אנרגיה רבה, אך ייצור, תחבורה והתקנה של מערכות כאלה מורכבות ויקרות. למרות זאת, התעשייה צומחת ביותר מ- 40 אחוזים בכל שנה. זה מה שדג סלסאם מקליפורניה חשב לפני שקבע את המטרה השאפתנית שלו. הוא החליט שזה מציאותי להשיג יותר אנרגיה באמצעות פחות חומרים.
על ידי התקנת תריסר או כמה עשרות רוטורים קטנים על פיר אחד המחובר לגנרטור בודד, דאג, בסופו של דבר, השיג את מטרתו. הוא חיבר קצה אחד של המוט הארוך לגנרטור והשגר את הקצה השני לגבהים על בלונים עם הליום. המערכת עבדה כצפוי.
בספרי הלימוד דאג קרא כי טורבינת רוטור בודדת מספיקה בכדי להשיג את המקסימום, אך לדאג יש ספקות. הוא חשב אחרת: ככל שרוטורים רבים יותר, כך אנרגיה רוח זמינה לשימוש.
אם כל רוטור ממוקם בזווית הנכונה, אז כל רוטור יקבל רוח משלו, וזה יגדיל את יעילות הייצור.
כמובן שזה מסבך את הפיזיקה, מכיוון שעכשיו היה צורך לוודא שכל רוטור תופס את הזרם שלו ולא את הנחל מהרוטור הסמוך. היה צורך לגלות את הזווית האופטימלית לפיר ביחס לרוח ולמרחק האידיאלי בין הרוטורים. ובסופו של דבר הרווח הושג באמצעות פחות חומר.
בשנת 2003 המציא קיבל מענק של 75,000 דולר מנציבות האנרגיה בקליפורניה לפיתוח טורבינת 3,000 וואט עם שבעה רוטורים. המשימה נפתרה בהצלחה, ודג סלסם כבר מכר יותר מ- 20 טורבינות רוטור כפול 2000 וואט שלו למספר בעלי בתים. הוא בנה את המכשירים האלה במוסך הכפרי שלו.
הרעיון של דאג היה אחד הרעיונות הבודדים שבעצם יש כל סיכוי להגיע להצלחה גדולה בעולם המסחרי. סלסלם אומר ששני רוטורים הם רק ההתחלה. הוא בטח יום אחד יראה את הטורבינות ארוכות-הרוטור שלו לאורך קילומטר לאורך השמיים.
"אנחנו יכולים להמשיך ולעשות טורבינות הרבה יותר חזקות בטכנולוגיה זו. זה יעלה על הפנטזיות הכי פרועות של ג'נרל אלקטריק", אומר הממציא.
ארכימדס, שבסיסו ברוטרדם, הולנד, הציג מושג משלו של טורבינות רוח חריגות שניתן להתקין ישירות על גגות בנייני המגורים.
לדברי מחברי הפרויקט, תכנון יעיל של רעש נמוך יכול לספק לבית קטן עם חשמל, וקומפלקס של גנרטורים כאלה, העובד בשיתוף עם פאנלים סולאריים סטנדרטיים, מסוגל להפחית לחלוטין לאפס את התלות של בניין גדול במקורות חשמל חיצוניים. טורבינות רוח חדשות נקראות ליאם F1.
ניתן להתקין על כל קיר או גג של בניין מגורים טורבינה קטנה בקוטר של 1.5 מטר ומשקלה של כמאה קילוגרמים. בדרך כלל גובה הגגות המדורגות הוא 10 מטרים, והרוח במדינה כמעט תמיד דרום-מערבית. די בתנאים אלה בכדי להציב את הטורבינה כראוי על הגג, ולהיעזר באנרגיית רוח בצורה יעילה.
כאן נפתרות שתי בעיות של מחוללי רוח קונבנציונליים: רעש של טורבינות להבים קונבנציונליות והעלות הגבוהה של התקנת ציוד מגושם. בגנרטורים רוח רגילים, עלויות ההתקנה לרוב לא משתלמות. רמת הרעש של טורבינת ליאם היא בערך 45dB, וזה שקט עוד יותר מרעש הגשם (רעש הגשם ביער הוא 50dB).
בצורת הדומה לקליפה של חילזון, הטורבינה, כמו שבט מזג אוויר, מסתובבת ברוח, לוכדת את זרימת האוויר, מפחיתה את מהירותה ומשנה כיוון. מנהל החברה מרינוס מירמטה טוען כי היעילות של טורבינה חדשנית מגיעה ל 80% מהיעילות המקסימאלית הקיימת באנרגיית הרוח. וזה כבר מספיק.
בהולנד המשפחה הממוצעת צורכת 3300 קוט"ש חשמל בשנה.לדברי היזמים, מחצית מהאנרגיה הזו יכולה להינתן על ידי טורבינת ליאם F1 אחת במהירות רוח של 4.5 מ '/ ש' לפחות.
ניתן למקם שלוש טורבינות כאלה בקודקודי המשולש בגג הבית, אז לכל אחת מהטורבינות יסופקו רוח והן לא יפריעו זו לזו, אלא להפך, יעזרו זו לזו.
אם אנו מדברים על התקנה בעיר בה יש זרימות סוערות, היצרן מציע להרים מעט את מחוללי הרוח המותקנים על גגות העיר, להצמיד אותם לקטבים כך שקירות הבתים הסמוכים לא יפריעו לזרימות הרוח.
העלות המשוערת של הטורבינה החדשה עם ההתקנה היא 3999 יורו. מכיוון שהמכשיר בגודל של יותר ממטר, יתכן ויהיה צורך ברישיון מיוחד לשימושו, ולכן במקרה הקיצוני ביותר מייצרת החברה גם טורבינות מיני ליאם בקוטר 0.75 מטר.
היצרנים מתכננים להשתמש בטורבינות שלהם לא רק לצורך אספקת חשמל של מבני מגורים ותעשייה, אלא גם לצורך אספקת חשמל של ספינות ימיות.
כפי שאתה יכול לראות, יש המון אלטרנטיבות מעניינות של יצרני גנרטורים רוח.
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: