Плавающие ветрогенераторы

arktal — 07.09.2022

В настоящее время использование энергии ветра является наиболее эффективным методом получения экологически чистой энергии для промышленности и бытовых нужд. 

Энергия ветра на самом деле является побочным продуктом солнца. Неравномерный нагрев атмосферы солнцем, неровные поверхности земли (горы и долины) и вращение планеты вокруг солнца — все вместе создает ветер. Поскольку ветра в изобилии, он является устойчивым ресурсом до тех пор, пока солнечные лучи нагревают планету.

В производстве существуют два принципиально разных типа ветряных турбин — с вертикальной и с горизонтальной осью вращения: VAWT (vertical-axis wind turbine) и HAWT (vertical-axis wind turbine). Наиболее широко распространены ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения, так как рассчитать их конструкцию значительно проще, хотя она оборудована дополнительным устройством, которое определяет направление ветра и корректирует положение ветряка в соответствие с ним.

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, VAWT не требуют такого устройства. Его турбина не обязательно должна быть ориентирована по направлению ветра, что делает её очень простой в монтаже и эксплуатации. VAWT могут улавливать ветер с любого направления без необходимости изменения положения ротора при изменении направления ветра Кроме того, вертикальное положение оси ротора, позволяет размещать турбину и связанные с ней механизмы вблизи поверхности земли, и поэтому нет необходимости в сооружении высоких конструкций для их установки. 

Однако одним из существенных недостатков вертикальных турбин является их низкая эффективность в зоне постоянных ветров. Это происходит из-за высокой силы сопротивления, действующей с противоположной стороны, при попытке захватить движущийся поток воздуха.

Норвежская компания World Wide Wind (WWW) предложила новый, принципиально иной тип ветрогенераторов — плавающие ветряные турбины с вертикальной осью вращения, на которой смонтированы два ротора, лопасти которых вращаются в противоположном направлении. Это позволит получить вдвое большую мощность, чем у обычных турбин с горизонтальной осью вращения.

В показанном на схеме ветрогенераторе верхняя турбина, прикреплена к валу, который проходит внутри внешней оболочки башни и связана с ротором генератора. Она вращается в одном направлении, а вторая, нижняя турбина связана с внешней оболочкой башни и вращается вместе со статором в противоположном направлении, что позволит удвоить их относительную скорость вращения с соответствующим увеличением выходной мощности.  Таким образом мы получаем два VAWT в одном.

Следует иметь ввиду, конструкция VAWT исключает необходимость поднимать на большую высоту очень громоздкое и тяжелое оборудованиие ветрогенератора  — непосредственно сам электрогенератор, трансмиссию и коробку передач. Все это находится ниже уровня воды и значительно упрощает их монтаж, эксплуатацию и ремонт. 

При этом, башня не должна стоять идеально вертикально. Они будут наклоняться от ветра, а конструкция лопастей будет способствовать уменьшению турбулентности за каждой из них. Это позволит установить на одной и той же площади больше таких ветрогенераторов, а возможность наклоняться поможет им противостоять внезапным сильным порывам ветра и разрушительным вибрациям.

И в заключении следует отметить, что в разработке проекта вертикального ветрогенератора, помимо специалистов компании World Wide Wind, принимают участие ученые из университета Упсалы (Uppsala University) и специалисты компаний Sinted, North Wind, Kjeller Vindteknik, Norwegian Energy Partners и Norwegian Offshore Wind Cluster. Согласно намеченным планам, первый экспериментальный прототип ветрогенератора, мощностью в 3 МВт, должен быть построен к 2026 году, а полноразмерный, мощностью в 40 МВт, к 2029 году.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив