INVELOXs Sheerwind-vindmølle siges at producere seks gange mere energi end traditionelle møller. Denne teknologi er ikke ny inden for fluid dynamics, men det er en ny måde at generere energi på - og hvis det viser sig at være en succes, vil den sætte skub i udviklingen af hele vindkraftindustrien.
Lad os se nærmere på princippet om dets drift.
Energiselskabet SheerWind fra Minnesota, USA, annoncerede resultaterne af at teste sin næste generation af vindgenerator Invelox. Virksomheden hævder, at møllen under testen var i stand til at producere seks gange mere energi, end konventionelle tårnvindmøller kan generere på samme tid. Derudover er omkostningerne ved at producere vindenergi med Invelox lavere, så de kan konkurrere på lige fod med naturgas og vandkraft.
Invelox tager en ny tilgang til vindenergi, fordi den ikke er afhængig af høje vindhastigheder. Invelox-turbinen er i stand til at fange vind med enhver hastighed, selv lette brise over jorden. Den opfangede vind bevæger sig gennem kanalen og tager fart undervejs. Den resulterende kinetiske energi driver en generator på jorden. Ved at kombinere luftstrøm fra toppen af tårnet kan der genereres mere strøm med mindre turbinevinger og selv i de letteste vinde, siger SheerWind.
Dette sjove tårn fungerer som en skorsten, der leder vinden fra enhver retning ned til en jordbaseret turbinegenerator. Ved at føre vind gennem en smal kanal, skaber den faktisk en reaktionseffekt, der øger hastigheden af flowet – samtidig med at dens tryk sænkes. Denne proces har et navn - Venturi-effekten, og den gør det muligt for turbinen, der er placeret i den smalleste del af passagen, at snurre hurtigere.
Takket være dette kan tårnet generere elektricitet selv ved ekstremt lave vindhastigheder, hvilket adskiller det særdeles gunstigt fra nuværende vindenergiteknologier. Denne idé er så enkel, elegant og lovende, at den kunne være svaret på mange problemer i dette lovende felt af alternativ energi. Ud over lavere initialinvestering og øget kraft og effektivitet, løser det også problemet med fugle og flagermus, der ofte dør i vindmøller (et virkelig alvorligt problem med disse enheder).
Hvad angår påstande om seks gange så stor effekt, som med mange nye teknologier, der lover præstationsgennembrud, skal dette ses med forsigtighed. SheerWinds påstand er baseret på dets egne sammenlignende tests, hvis nøjagtige metode ikke er helt klar.
"Vi brugte den samme Invelox turbinegenerator og monterede den på tårnet som med traditionelle vindmøller," sagde en SheerWind-repræsentant. "Vi målte vindhastigheden og effekten. Så placerede vi det samme turbinegeneratorsystem igen, målte den frie vindhastighed, vindhastigheden inde i INVELOX og effekten. Derefter målte vi hastigheds- og styrkekvaliteterne over en periode på 5 til 15 dage (afhængig af testen) og beregnede energien i kW/h. Der var seks hundrede procent mere energi engang. I gennemsnit varierede resultaterne fra 81 til 660 procent, hvor gennemsnittet var cirka 314 procent mere energi."
Invelox kan operere i vindhastigheder på 1,5 km. Invelox-vindmøllen koster kun $750 dollars for en installation på 1 kilowatt. Producenten hævder også, at driftsomkostningerne er væsentligt lavere sammenlignet med konventionel teknologi turbiner. På grund af sin lille størrelse er systemet angiveligt mere sikkert for fugle og andet dyreliv, ligesom Ewicon-sikkerhedsturbinen. Systemet har også mulighed for at forbinde flere turbiner til én generator, det vil sige at modtage energi fra den samme generator.
Mineraler udvundet fra jordens dybder og brugt af menneskeheden som energiressourcer, er desværre ikke ubegrænsede. Hvert år stiger deres værdi, hvilket forklares med et fald i produktionsniveauet. En alternativ og voksende energiforsyningsmulighed er vindkraftværker til hjemmet. De giver dig mulighed for at omdanne vindenergi til vekselstrøm, som gør det muligt at levere alle de elektriske behov for alle husholdningsapparater. Den største fordel ved sådanne generatorer er deres absolutte miljøvenlighed samt gratis brug af elektricitet i et ubegrænset antal år. Hvilke andre fordele har en vindgenerator for hjemmet, såvel som funktionerne i dens drift, vil blive diskuteret yderligere.
Selv gamle mennesker bemærkede, at vinden kan være en fremragende assistent til at udføre mange værker. Vindmøller, som gjorde det muligt at omdanne korn til mel uden at bruge deres egen energi, blev forfædrene til de første vindgeneratorer.
Vindkraftværker består af en række generatorer, der er i stand til at modtage, omdanne og lagre vindenergi til vekselstrøm. De kan sagtens forsyne et helt hus med strøm, der kommer ud af ingenting.
Det skal man dog sige udstyrsomkostninger og deres vedligeholdelse er ikke altid billigere end prisen på centrale elnet.Fordele og ulemper
Så før du slutter dig til fortalerne for gratis energi, skal du indse, at vindkraftværker ikke kun har fordele, men også visse ulemper. På den positive side Brugen af vindenergi i hverdagen kan skelnes på følgende måde:
- metoden er absolut miljøvenlig og skader ikke miljøet;
- enkelhed af design;
- brugervenlighed;
- uafhængighed af elnet.
Minigeneratorer til hjemmet kan enten delvist levere elektricitet eller blive en fuldgyldig erstatning for det, der omdannes til kraftværker.
Vi må dog ikke glemme alt om mangler, som er:
- høje omkostninger til udstyr;
- tilbagebetaling sker tidligst efter 5-6 års brug;
- relativt små effektivitetsfaktorer, hvorfor strømmen lider;
- kræver dyrt udstyr: et batteri og en generator, uden hvilke stationen ikke kan fungere på vindstille dage.
For ikke at spilde en masse penge, før du køber alt det nødvendige udstyr, bør du evaluere kraftværkets rentabilitet. For at gøre dette skal du beregne husets gennemsnitlige effekt (dette inkluderer strømmen af alle brugte elektriske apparater), antallet af blæsende dage om året og også evaluere området, hvor vindmøllerne vil blive placeret.
De vigtigste strukturelle elementer
Den lette konstruktion af kraftværket forklares af de strukturelle elementers primitivitet.
At bruge vindenergi, du skal bruge disse detaljer:
- vindblade - fanger vindstrømmen og sender impuls til vindgeneratoren;
- vindgenerator og controller - hjælp til at konvertere impulsen til jævnstrøm;
- batteri – lagrer energi;
- inverter - hjælper med at konvertere jævnstrøm til vekselstrøm.
En moderne kinetisk vindgenerator giver dig mulighed for at drage fordel af luftstrømmenes kraft og omdanne den til elektricitet. Til dette formål er der fabriksfremstillede og hjemmelavede modeller af enheder, der bruges både i industrien og i private husholdninger.
Vi vil fortælle dig, hvordan vindmøller af denne type er designet, og introducere dig til funktionerne i enheden og designmuligheder. Den artikel, vi har foreslået, viser styrkerne og svaghederne ved et vindkraftværk. Gør-det-selv-folk finder nyttige diagrammer og monteringsanbefalinger her.
Driften af en vindgenerator er baseret på omdannelsen af vindens kinetiske energi til rotorens mekaniske energi, som derefter omdannes til elektricitet.
Funktionsprincippet er ret simpelt: rotationen af bladene, der er fastgjort til enhedens akse, fører til cirkulære bevægelser af rotorgeneratoren, hvorved der genereres elektricitet.
Vindenergi er en af de mest lovende sektorer inden for vedvarende energi. Moderne design gør det muligt omkostningseffektivt at udnytte kraften fra luftstrømme ved at bruge den til at generere elektricitet
Den resulterende ustabile vekselstrøm "drænes" ind i controlleren, hvor den omdannes til jævnspænding, der kan oplade batterierne. Derfra tilføres strømmen til inverteren, hvor den omdannes til en vekselspænding med en indikator på 220/380 V, som leveres til forbrugerne.
Effekten af en vindgenerator afhænger direkte af kraften af luftstrømmen (N), beregnet efter formlen N=pSV 3 /2, hvor V er vindhastigheden, S er arbejdsområdet, p er lufttætheden.
Vindgeneratorenhed
Forskellige versioner af vindgeneratorer adskiller sig væsentligt fra hinanden.
Vindenergi udvikler sig aktivt rundt om i verden, og det har længe ikke været nogen hemmelighed, at dette er et af de mest lovende områder inden for alternativ energi i øjeblikket. I midten af 2014 var den samlede kapacitet af alle installerede vindmøller i verden på 336 gigawatt, og den største og kraftigste vertikale trebladede vindmølle, Vestas-164, blev installeret og lanceret i begyndelsen af 2014 i Danmark. Dens effekt når 8 megawatt, og bladspændet er 164 meter.
På trods af den veletablerede teknologi til fremstilling af vingemøller og vindmøller generelt, stræber mange entusiaster efter at forbedre teknologien, øge dens effektivitet og reducere negative faktorer.
Som det er kendt, når koefficienten for energiudnyttelse af vindstrøm i bedste fald 30%, de er ret støjende og forstyrrer den naturlige termiske balance i nærliggende områder, hvilket øger temperaturen på jordlaget af luft om natten. De er også meget farlige for fugle og optager betydelige områder.
Hvilke alternativer findes der? Faktisk kender moderne opfinderes kreativitet ingen grænser, og mange forskellige alternativer er blevet opfundet.
Lad os tage et kig på 5 af de mest usædvanlige og bemærkelsesværdige alternative vindmølledesigns i branchen.
Siden 2010 har det amerikanske firma Altaeros Energies, grundlagt ved Massachusetts Institute of Research, udviklet en ny generation af vindgeneratorer. Den nye type vindgeneratorer er designet til at fungere i højder på op til 600 meter, som konventionelle vindgeneratorer simpelthen ikke kan nå. Det er i så høje højder, at de stærkeste vinde konstant blæser, som er 5-8 gange stærkere end vindene nær jordens overflade.
Generatoren er en oppustelig struktur, der ligner et helium-oppustet luftskib, hvor en tre-bladet turbine er installeret på en vandret akse. Sådan en vindgenerator blev lanceret i 2014 i Alaska i en højde af omkring 300 meter til test i 18 måneder.
Udviklerne hævder, at denne teknologi vil producere elektricitet til en pris på 18 cent per kilowatt-time, hvilket er halvdelen af de sædvanlige omkostninger for vindkraft i Alaska. I fremtiden vil sådanne generatorer meget vel være i stand til at erstatte dieselkraftværker, samt finde anvendelse i problemområder.
I fremtiden vil denne enhed ikke kun være en elgenerator, men også en del af en vejrstation og et bekvemt middel til at levere internet i områder langt fra den tilsvarende infrastruktur.
Når det er installeret, kræver et sådant system ikke tilstedeværelse af personale, optager ikke et stort område og er næsten lydløst. Den kan fjernstyres og kræver kun vedligeholdelse en gang hvert 1-1,5 år.
En anden interessant løsning til at skabe et usædvanligt vindkraftværksdesign er ved at blive implementeret i De Forenede Arabiske Emirater. Ikke langt fra Abu Dhabi bygges byen Madsar, hvor de planlægger at bygge et ret usædvanligt vindkraftværk, kaldet "Windstalk" af udviklerne.
Grundlæggeren af New Yorks designfirma Atelier DNA, som udvikler designet til dette projekt, sagde, at hovedideen var at finde en kinetisk model i naturen, der kunne tjene til at generere elektricitet, og en sådan model blev fundet. De 1.203 kulfiberstængler, hver omkring 55 meter høje, med betonbaser 20 meter brede, vil blive installeret 10 meter fra hinanden.
Stænglerne vil være forstærket med gummi, og have en bredde på omkring 30 cm i bunden, og smalle i toppen til 5 centimeter. Hver stilk vil indeholde vekslende lag af elektroder og keramiske skiver lavet af et piezoelektrisk materiale, der genererer en elektrisk strøm, når det udsættes for tryk.
Når stilkene svajer i vinden, vil skiverne komprimeres og generere en elektrisk strøm. Ingen støj fra vindmøllevinger, ingen fugleskader, intet andet end vind.
Ideen opstod ved at observere sivene, der svajede i sumpen.
Atelier DNA's Windstalk-projekt vandt andenpladsen i Land Art Generator-konkurrencen, sponsoreret af Madsar, for at udvælge det bedste kunstværk fra et internationalt felt af bidrag, der kunne generere energi ved hjælp af vedvarende kilder.
Området, som denne usædvanlige vindstation besætter, vil dække 2,6 hektar, og strømmen vil svare til en konventionel vindgenerator, der optager et tilsvarende område. Systemet er effektivt på grund af fraværet af friktionstab, der er iboende i traditionelle mekaniske systemer.
I bunden af hver frempind vil der være en generator, der konverterer drejningsmoment fra frempinden ved hjælp af et system af støddæmpere og cylindre, svarende til Levant Power-systemet udviklet i Cambridge, Massachusetts.
Da vinden ikke er konstant, vil der blive brugt et energilagringssystem, så den akkumulerede energi kan bruges, selv når der ikke er vind, forklarer medarbejdere, der arbejder på projektet.
På toppen af hver stilk vil der være et LED-lys, hvis lysstyrke vil direkte afhænge af vindens styrke og mængden af elektricitet, der genereres i øjeblikket.
Windstalk vil fungere på en kaotisk vuggende bevægelse, som gør det muligt at placere elementerne meget tættere sammen, end det er muligt med konventionelle vindmøller med blade.
Et lignende projekt, Wavestalk, er ved at blive udviklet til at omdanne energien fra havstrømme og bølger, hvor et lignende system ville stå på hovedet under vandet.
Projektet, der er udviklet af Saphon Energy fra Tunesien, ligesom Windstalk, er en bladløs vindgenerator, men denne gang har enheden et sejl-design.
Denne lydløse generator, formet som en parabol, kaldes Saphonian. Den har ingen roterende dele og er fuldstændig sikker for fugle. Generatorskærmen bevæger sig frem og tilbage under påvirkning af vinden og skaber vibrationer i det hydrauliske system.
Målet med projektet er at forbedre ydeevnen af vindgeneratorer med hensyn til brugen af vindstrøm. Vinden er bogstaveligt talt spændt ind i et sejl, som bevæger sig frem og tilbage under dets påvirkning, mens der ingen vinger er, ingen rotor, ingen gear. Denne interaktion gør det muligt at konvertere mere kinetisk energi til mekanisk energi ved hjælp af stempler.
Energi kan lagres i hydrauliske akkumulatorer eller omdannes til elektricitet gennem en generator, eller med dens hjælp kan en eller anden mekanisme drives i rotation. Hvis konventionelle vindgeneratorer har en virkningsgrad på 30%, så yder denne sejlgenerator 80%. Dens effektivitet overstiger vingevindmøller med 2,3 gange.
På grund af fraværet af dyre komponenter, som det er tilfældet i en vindmølle (vinger, nav, gearkasser), reduceres udstyrsomkostningerne i Saphonians tilfælde med op til 45%.
Saphonians aerodynamiske form har den fordel, at turbulente vindstrømme kun har en lille effekt på sejlets krop, og den aerodynamiske kraft øges kun. Turbulens er grunden til, at vindmøller ikke bruges i byområder, men Saphonian kan også bruges der. Derudover minimeres skadelige akustiske og vibrationsfaktorer. Saphon Energy modtog en pris fra KPMG for sin indsats for at udvikle innovation.
En anden meget revolutionerende tilgang til brugen af vindenergi blev implementeret tilbage i 2008 af en entusiastisk opfinder fra Californien. Store vindmøller til små byer er på størrelse med en 30-etagers bygning, og deres vinger når på størrelse med vingerne på en Boeing 747.
Disse gigantiske generatorer producerer bestemt meget strøm, men fremstilling, transport og installation af sådanne systemer er komplekse og dyre. På trods af dette vokser branchen med mere end 40 procent hvert år. Det er præcis, hvad Doug Selsam fra Californien tænkte, inden han satte sit ambitiøse mål. Han besluttede, at det var muligt at få mere energi ved at bruge færre materialer.
Ved at installere et dusin eller flere dusin små rotorer på en enkelt aksel forbundet til en enkelt generator, nåede Doug til sidst sit mål. Han forbandt den ene ende af den lange aksel til en generator og lancerede den anden ende i højderne på heliumballoner. Systemet fungerede som forventet.
Doug læste i lærebøger, at en enkeltskruet turbine var tilstrækkelig til at få det maksimale, men Doug var i tvivl. Han tænkte anderledes: Jo flere rotorer, jo mere vindenergi er tilgængelig til brug.
Hvis hver rotor er placeret i den rigtige vinkel, vil hver rotor modtage sin egen vind, og dette vil øge produktionseffektiviteten.
Det komplicerer selvfølgelig fysikken, for nu skulle vi sørge for, at hver rotor fanger sit eget flow, og ikke kun flowet fra rotoren der er placeret ved siden af. Det var nødvendigt at finde ud af den optimale vinkel for akslen i forhold til vinden og den ideelle afstand mellem rotorerne. Og i sidste ende blev gevinsterne opnået ved at bruge mindre materiale.
I 2003 modtog opfinderen et tilskud på $75.000 fra California Energy Commission til at udvikle en 3.000 watt, syv-rotor turbine. Udfordringen blev gennemført med succes, og Doug Selsam har allerede solgt mere end 20 af sine 2000 watt dobbeltrotor-turbiner til flere husejere. Han byggede disse enheder i sin forstadsgarage.
Dougs idé var en af de få ideer, der faktisk havde potentialet til at gøre det stort i den kommercielle verden. Selsam siger, at de to rotorer kun er begyndelsen. Den vil sandsynligvis en dag se sine multi-rotor-turbiner strække sig en kilometer hen over himlen.
Archimedes, hvis kontor ligger i Rotterdam, Holland, har fundet frem til sit koncept med usædvanlige vindmøller, der kan installeres direkte på tagene af beboelsesejendomme.
Ifølge forfatterne af projektet kan et effektivt støjsvagt design fuldstændigt forsyne et lille hus med elektricitet, og et kompleks af sådanne generatorer, der arbejder sammen med, kan fuldstændig reducere en stor bygnings afhængighed af eksterne elektricitetskilder til nul. De nye vindmøller hedder Liam F1.
En lille turbine, 1,5 meter i diameter og vejer omkring 100 kg, kan installeres på enhver væg eller tag i en boligbygning. Typisk er højden på rækketage 10 meter, og vinden i landet er næsten altid sydvestlig. Disse forhold er tilstrækkelige til at placere møllen korrekt på taget og effektivt bruge vindenergi.
To problemer med konventionelle vindmøller er løst her: støjen fra konventionelle vingemøller og de høje omkostninger ved at installere omfangsrigt udstyr. Med konventionelle vindgeneratorer er installationsomkostningerne ofte ikke tjent ind. Støjniveauet fra Liam-turbinen er omkring 45 dB, og det er endnu mere støjsvagt end støjen fra regn (støjen fra regn i skoven er 50 dB).
Formet som et sneglehus drejer turbinen, som en vejrhane, i vinden, fanger luftstrømmen, reducerer dens hastighed og ændrer retning. Virksomhedsdirektør Marinus Miremeta hævder, at effektiviteten af den innovative turbine når op på 80 % af den maksimale effektivitet, der teoretisk er tilgængelig i vindenergi. Og det er allerede nok.
I Holland bruger den gennemsnitlige familie 3.300 kWh elektrisk energi om året. Ifølge udviklerne kan halvdelen af denne energi leveres af én Liam F1-mølle ved en vindhastighed på mindst 4,5 m/s.
Du kan placere tre sådanne turbiner i spidserne af en trekant på taget af et hus, så vil hver af turbinerne være forsynet med vind, og de vil ikke forstyrre hinanden, men vil snarere hjælpe hinanden.
Hvis vi taler om installation i en by, hvor der er turbulente strømme, foreslår producenten at hæve vindgeneratorer, der er installeret på byens tage, lidt, og montere dem på pæle, så væggene i nabohuse ikke forstyrrer vindstrømmene.
Den anslåede pris for den nye turbine inklusive installation er 3.999 euro. Da enheden har en størrelse på mere end en meter, kan der kræves en særlig licens til dens brug, derfor producerer virksomheden som en sidste udvej også mini-Liam-turbiner med en diameter på 0,75 meter.
Producenter planlægger at bruge deres turbiner ikke kun til strømforsyning til bolig- og industribygninger, men også til strømforsyning til søfartøjer.
Som du kan se, har producenter af vindgeneratorer masser af interessante alternativer.
Udviklede lande har længe været afhængige af vedvarende energikilder, herunder vindenergi. Som et resultat er den samlede kapacitet af alle atomkraftværker, der opererer i verden, lidt mere end 400 tusind MW, og den samlede kapacitet af vindstationer oversteg 500 tusind MW! Men i lande, hvor der er fokus på vindenergi, er der hverken Gazprom eller RAO UES. Ligesom at blive hægtet på en olienål... Men lad os ikke tale om de smertefulde ting.
Så i lande, der er fri for monopolernes almagt og klansystemet, dominerer propel-type vindgeneratorer med en horisontal rotationsakse. Sådanne generatorer kræver kraftige støttetårne med dyre fundamenter, hvilket øger tilbagebetalingstiden. Derudover er sådanne enheder kraftige lavfrekvente støjkilder. Propel-"vindmøllen" roterer med en hastighed på kun 15-30 omdrejninger i minuttet, og efter gearkassen stiger hastigheden til 1500, som et resultat, roterer generatorakslen, som genererer elektricitet, med samme hastighed. Denne klassiske ordning har betydelige ulemper: Gearkassen er en kompleks og dyr mekanisme (op til 20% af prisen på hele vindgeneratoren), kræver sæsonbestemt udskiftning og slides meget hurtigt (se).
Relevans af vindmølleudvikling
Disse omstændigheder begrænser kredsen af købere og tvinger dem til at lede efter et alternativ til traditionelle vindkraftgeneratorer. Vindmøller med lodret akse er blevet en moderne trend. De er støjsvage og kræver ikke store anlægsudgifter de er enklere og billigere at vedligeholde end horisontale aksiale turbiner. Vindgeneratorer med en vandret akse overføres til en beskyttende tilstand (autorotation) ved maksimal vindhastighed, der overstiger hvilket er fyldt med ødelæggelse af strukturen. I denne tilstand er propellen afbrudt fra multiplikatoren og generatoren, og der genereres ingen elektricitet. Og rotorer med en lodret akse oplever væsentligt mindre mekanisk belastning ved samme vindhastighed end rotorer med en vandret akse. Derudover kræver sidstnævnte dyre vindorienteringssystemer.
Indtil for ganske nylig mente man, at det for VAWT var umuligt at opnå en hastighedskoefficient (forholdet mellem vingernes maksimale lineære hastighed og vindhastigheden) større end én. Denne alt for bredt fortolkede præmis, der kun gælder for visse typer rotorer, har ført til den falske konklusion, at den maksimale udnyttelse af vindenergi til vertikalaksede vindmøller er lavere end for vandrette propelvindmøller, hvorfor denne type vindmølle har eksisteret i næsten 40 år blev slet ikke udviklet. Og først i 60'erne-70'erne, først af canadiske og derefter amerikanske og engelske specialister, blev det eksperimentelt bevist, at disse konklusioner ikke gælder for Darrieus-rotorer, der bruger bladenes løftekraft. For disse rotorer når det specificerede maksimale forhold mellem arbejdslegemernes lineære hastighed og vindhastigheden 6:1 og højere, og koefficienten for vindenergiudnyttelse er ikke lavere end for horisontalaksiale (propel-type) rotorer. En vigtig rolle spilles også af det faktum, at mængden af teoretisk forskning i aerodynamikken af vertikalaksiale rotorer og erfaringen med at udvikle og drive vindgeneratorer baseret på dem er meget mindre end for horisontalaksiale rotorer.
Der er blevet skabt en vindmølle af typen vertikalakse (international betegnelse VAWT), som er forskellig fra resten, hvis effektivitet ikke er ringere end verdens bedste vindgeneratorer med en horisontal rotationsakse. En innovativ, mangefacetteret tilgang til design af vertikale vindgeneratorer er blandt andet baseret på brugen af en lavtmonteret, holdbar rotor, på hvis periferi mange vingesejle er fastgjort.
Rotoren er udstyret med støtteben af chassis på hjul, som gør, at den kan dreje rundt om en fast akse med en stabil position på fundamentet på grund af chassishjulene. Mange sejl og vinger skaber et stort drejningsmoment på grund af aerodynamiske kræfter. Hvad gør dette design til en rekord for effekttæthed. Rotordiameteren kan være 10 meter. Samtidig er det muligt at installere vinger med et areal på mere end 200 kvadratmeter på en sådan rotor, hvilket gør det muligt at generere op til hundrede kilowatt elektricitet.
Dimensioner og vægt af enheder
Desuden er vægten af sådanne enheder så lille, at den kan installeres på tagene af bygninger og derved forsyne dem med en autonom strømforsyning. Eller det er muligt at levere elektricitet til en genstand i bjergene, hvor der ikke er nogen strømledning. Det er muligt at øge magten til en vilkårligt stor værdi ved at replikere sådanne enheder. Det vil sige, at vi ved at installere mange lignende installationer opnår den nødvendige effekt.
Teknisk effektivitet
Hvad angår teknisk effektivitet. Vores prototype, med en vingehøjde på 800 mm og en tværgående dimension på 800 mm, ved en vindhastighed på 11 m/s, udviklede en mekanisk effekt på 225 W (ved 75 rpm). Samtidig stod den i en højde på mindre end en meter fra jordens overflade. Ifølge ressourcen http://www.rktp-trade.ru udvikles sammenlignelig effekt (300 W) af en fembladet lodret vindmølle monteret på en seks meter lang mast, og den har fem 1200 mm vinger installeret på en samlet diameter på 2.000 mm. Det vil sige, at hvis vi tager de vindomsuste områder af de sammenlignede vindmøller for at være ens, viser det sig, at prototypen er 2,5...3 gange mere energieffektiv end den kendte vindmølle, når man tager højde for, at vinden nær jorden er svagere på grund af sin nærhed til grænsefladen og har en udtalt turbulent karakter.
Ud fra dette, velvidende at den beskrevne analog har en vindenergiudnyttelsesfaktor (WEC) lig med 0,2, kan vi estimere prototypen WEC til 0,48, hvilket er meget højere end for VAWT'er af typen Savonius og Daria og svarer til verdens bedste prøver af vindgeneratorer med horisontal akse. Samtidig er materialeforbruget og omkostningerne ved prototypen meget lavere end for propelmonterede vindmøller, der har vindorienteringsmekanismer og en højtmonteret nacelle med en dyr step-up gearkasse af planettypen.
Sammenlignende vurdering af effektiviteten af vindmøllerotorer af forskellige typer- Tabel 1.
| Rotor type | Rotationsaksens placering | Vindenergiudnyttelsesfaktor (WEUR) | Kilde | Note ania |
| Savonius rotor | Lodret | 0,17 | Udviklet for omkring firs år siden, diagram - Fig. 7 (e) på side 17 i den nævnte kilde | |
| N-Darye rotor med vidt adskilte vinger | Lodret | 0,38 | T.R.A. Janson. Vindmøller. Redigeret af M.Zh. Osipova. M.: Forlaget MSTU im. N.E. Bauman, 2007, s. 23, fig | Udviklet for omkring et århundrede siden, diagram - Fig. 7 (a) på side 17 i den nævnte kilde |
| Multi-blad modstand | Lodret | 0,2 | Der, samt et specifikt kommercielt produkt på hjemmesiden http://www.rktp-trade.ru | Bolotov-rotoren hører også til denne type. |
| Dobbeltbladet propel | Vandret | 0,42 | R.A. Janson. Vindmøller. Redigeret af M.Zh. Osipova. M.: Forlaget MSTU im. N.E. Bauman, 2007, s. 23, fig | Den mest almindelige type vindmølle i verden i dag |
| Rotoren på vores turbine (formelt N-Darier, men med tæt lukkede vinger, hvorpå der er installeret skrå vinger og et vandret pumpehjul) | Lodret | 0,48…0,5 | Feltmålinger af vindhastighed med vindmåler, rotormoment med dynamometer, rotoromdrejninger med omdrejningstæller | |
Fordele ved VAWT Vertical Axis Wind Turbine
- Enheden roterer i samme retning i enhver vindretning. Mens nacellerne på vandrette vindgeneratorer skal orienteres mod vinden, hvilket øger omkostningerne ved designet og reducerer levetiden for de bevægelige dele af drejemekanismen.
- Elproduktion i VAWT begynder ved vindhastigheder på 5 m/s.
- Møllen har en høj aerodynamisk kvalitet af vinger og en innovativ arkitektur, der gør det muligt at opnå en vindenergieffektivitet på mindst 47 %.
- Turbinen kræver ikke generatorvedligeholdelse (ringformet flad lineær uden børster og lejer).
- Øget effekt opnås ved at installere yderligere moduler.
- VAWT har ingen begrænsninger, når det installeres i nærheden af huset og skaber ikke uacceptabel elektromagnetisk og akustisk stråling. Dette gør det muligt at installere møller i befolkede områder, herunder på tagene af bygninger i flere etager, uden at gå på kompromis med landskabsudsigten.
- VAWT er absolut harmløst og kan installeres på trækfugles trækruter.
- Møllen er modstandsdygtig over for hård vind og kan modstå selv orkanvind. Dette opnås ved en mekanisme til automatisk at ændre angrebsvinklerne for de lodrette turbineblade (figurerne er vist ovenfor).
- VAWT har lette og enkle komponenter, der er nemme at transportere og installere.
- Møllen er beskyttet mod lynnedslag.
I dag er en 3D-model i fuld størrelse af den mekaniske del af turbinen (med en højde på lodrette vinger på 8 m) færdiggjort, ligesom arbejdstegninger af rotorens dele og samlinger og dens rotationsenhed har blevet afsluttet. Tegninger til den elektriske generator og knive er udviklet under hensyntagen til maksimal overholdelse af "pris - kvalitet" -kriteriet.
Projektet involverer design, fremstilling og test af en VAWT-prøve i fuld størrelse (lodret klingehøjde 8m). Hvorefter det planlægges at organisere industriel produktion af sådanne installationer efter fejlretning af pilotmodellen, hvor sådanne installationer udstyres i ikke-elektrificerede områder i landdistrikter og bygninger i byer.
Anvendelsesområderne for den innovative vindgenerator er i princippet de samme som for dens analoger. Det vil sige, at det er produktion af elektricitet på steder, hvor der ikke er stationære kilder, samt hvor brugen af andre metoder til at generere elektricitet ikke er økonomisk rentabel. Der er især tale om specialobjekter, der kræver autonom strømforsyning, for eksempel søjler og radiofyr, grænseposter og grænseposter, automatiserede meteorologiske og luftnavigationsposter.