Необычное
Энергия Будущего
Современный человек все чаще интересуется мировыми ценами на нефть, газ, уголь, ведь от этих цифр зависит многое. Например, будет ли тепло и свет в наших домах. Гонки за «черным золотом» нередко приводят к политическим конфликтам и даже войнам. И все потому что в 21 веке цивилизация требует все новых источников энергии.
Выше в небо: Как летающие турбины повлияют на ветроэнергетику
Одна из самых больших проблем с ветром заключается в том, что он не дует постоянно, особенно на уровне земли. Но на большой высоте ветер дует сильно и стабильно. Поэтому новые компании с крупными инвесторами (например, Google) за спиной разрабатывают летающие генераторы, надеясь найти свою золотую жилу в ветроэнергетике. Но может ли летающая турбина действительно создать серьезную генерацию?
Узнайте больше: Технология летающей турбины – Будущее ветроэнергетики – Популярная механика
Оригинальный способ решения проблемы неравномерности выработки ветровой энергии нашёл профессор Симус Гарви (Seamus Garvey) из университета Ноттингема.
По замыслу Симуса, ветряки морского базирования (вроде этого плавающего монстра) не должны оснащаться электрогенераторами непосредственно. Мол, такие мощные машины, дающие ток при малых оборотах вала, слишком тяжелы и очень дороги.
Вместо этого британский инженер предлагает делать лопасти ветряка полыми. Внутри должен свободно двигаться довольно тяжёлый поршень. Когда лопасть находится внизу, поршень расположен в самом её кончике, когда она медленно поднимается вверх, поршень скользит вниз, сжимая воздух. Последний подаётся в мешки из гибкой синтетической ткани, плавающие на глубине 500 метров!
Эти хранилища, удерживаемые от разрыва давлением воды, служат буферами, гарантирующими электростанции ровную работу при неравномерном ветре. Из подводных баллонов воздух отправится по трубам к компактным турбинам-генераторам. И его запаса должно хватать на несколько дней штиля.
Такая "Интегрированная возобновимая энергетическая система на сжатом воздухе" (Integrated Compressed Air Renewable Energy Systems — ICARES) отличается размахом. Гарви посчитал: чтобы поршни работали, а не зависали в кончиках лезвий из-за центробежных сил, турбина должна двигаться медленно и быть очень крупной — от 230 метров в диаметре, в идеале — все 500 метров. Что до подводных хранилищ — это настоящие грозди мешков по 20 метров в диаметре каждый.
Прототипы воздушных "энергетических" мешков на испытаниях и схема ветровой турбины, в сравнении с одним из самых известных лондонских небоскрёбов — Gherkin.
В отличие от родственных систем накопления энергии в виде закачки воздуха в подземные полости, подводный вариант обеспечивает неизменное давление как при малом, так и при предельном заполнении хранилища, что гарантирует оптимальный режим работы турбогенераторов. Читайте, к слову, о проектах "хранения ветра" в холодильниках и расплавленных аккумуляторах (фото University of Nottingham).
Над проектом Гарви работает с 2006 года, а теперь университет создал компанию Nimrod Energy для коммерциализации технологии. Система ICARES должна появиться на рынке в мае 2011 года. Но предназначаться она будет, первоначально, для накопления энергии, выработанной другими типами электростанций. А морские турбины-гиганты от Nimrod, по прогнозу учёного, будут построены в течение 15 лет (детали в пресс-релизе университета).
Источник: PhysicsWorld.com
На сегодняшний день создание наиболее эффективной береговой ветряной турбины является важнейшей задачей. Производители по всему миру экспериментируют с двумя технологиями, стараясь либо удлинить лопасти, чтобы ловить больше порывов ветра, либо упростить трансмиссию, что уменьшит необходимость дорогостоящего ремонта, производимого в море.
Разработка компании GE, которая увидит свет в 2012 году, соединяет в себе оба подхода. GE создала легкие лопасти длиной 176 футов — это примерно на 40% больше среднего размера — с более эффективной аэродинамической формой. Лопасти прикреплены к трансмиссии, которая попрощалась со многими деталями (в том числе, с коробкой передач) склонными к поломкам и энергопотерям. Прямой привод вместо передач и обыкновенные магниты вместо электромагнитов, что позволяет отказаться от использования щеток, катушек и энергии «из розетки» при каждом запуске. Сейчас лопасти тестируются в Нидерландах, а трансмиссия — в Норвегии. Соединение этих частей должно создать турбину, которая улавливает на 25% больше энергии ветра, чем обыкновенные модели, поэтому она чаще может работать на полную мощность, составляющую 4 мегаватта — этого количества энергии достаточно для 1000 домов.
Генератор: 90-тонный генератор состоит из примерно 20-футового кольца магнитов, которое вращается и вырабатывает электрический ток. Большой диаметр позволяет вырабатывать большое количество энергии на малых скоростях (от 8 до 20 оборотов в минуту), поэтому коробка передач для увеличения скорости до тысяч оборотов в минуту, как это обычно делается в мегаваттных генераторах, больше не нужна. «Откажитесь от коробки передач, и вам больше не нужно менять масло», — говорит инженер из GE Гарри Мерсер.
Электросхема: Конвертеры стабилизируют частоту вырабатываемого тока. Трансформаторы увеличивают вольтаж с 690 вольт до более чем 22 тысяч, так что ток может легко преодолевать большие расстояния.
Контроллер угла установки лопасти винта: Чтобы увеличить эффективность работы. контроллер может повернуть каждую лопасть на любой угол, от долей градуса до нескольких градусов в секунду. Кроме того, этот контроллер может «прятать» лопасти от слишком сильного ветра, чтобы избежать перегрузок и повреждения оборудования.
Лопасти: Легкое прочное углеродное волокно заменяет стеклопластик в важнейших местах лопастей, поэтому они становятся легче и прочнее. Плоская (а не коническая) форма увеличивает эффективность.
В Лондоне (Великобритания) построено здание “Бритва” высотой 148 м, производящее энергию из воздуха с помощью трех огромных ветряков. 10% необходимой небоскребу энергии строение будет вырабатывать из альтернативных источников энергии. 
Разработчик проекта – компания Strata. Стоимость строительства – 113 млн фунтов стерлингов.
Конструктивная особенность ветрогенераторов, установленных на здании – число лопастей увеличено с 3 до 5, для того чтобы они гасили свой собственный шум. Диаметр одной ветротурбины, встроенной в фасад, составляет 9 м. Ветротурбины смогут производить около 50 МВт электроэнергии в год.
Источник: www.inhabitat.com
Конструкторы Маркос Мадиа, Серджио Оаши и Хуан Мануэль Пантано разработали портативную ветротурбину Eolic. Ветрогенератор позволяет вырабатывать около 600 Вт-ч. Для изготовления устройства использовался только алюминий и волокно из углеродных материалов.
В собранном виде турбина Eolic имеет длину около 170 см. Для приведения Eolic из сложенного в рабочее состояние потребуется 2-3 человека, у которых этот процесс займет порядка 15-20 минут. Изобретение поможет обеспечить энергией небольшие дома, туристические объекты, станет альтернативным источником энергии при ведении различного рода работ (строительных, ремонтных, спасательных)
в местах, где нет электросети.
Источник: www.cubeme.com
