08.11.2018
Огромные ветровые энергетические установки поражают воображение одним лишь своим видом. И именно они вдохновляют ученых к новым открытиям, своим потенциалом, возможностью получить экологически чистую энергию в колоссальных объемах, с помощью ветра и новых технологий. Ученые из США сейчас работают над тем, чтобы максимально повысить производительность ветрогенераторов.
Бум рынка зеленой энергетики привел к тому, что и в США, и в странах Европы, появляются все новые ветряные «фермы», составляют их ветросиловые установки, и речь идет не о десятках, а о сотнях и даже о тысячах установок! Чтобы повысить производительность до предела, установки размещают под определенным углом, относительно друг друга. Это помогает им «ловить» ветер по всем направлениям, и одновременно создает серьезную проблему: часто лопасти соседних установок снижают производительность, фактически разбивая воздушный поток.
Ученые и инженеры Кембриджа в данный момент усиленно трудятся над поиском решения этой проблемы. И именно ей посвящено их исследование, опубликованное в журнале Американского физического общества. Оно носит название «Стойкость атмосферы и предел продуктивности ветряных ферм».
Специалисты считают, что устанавливать дополнительные ветрогенераторы на конкретный участок не имеет смысла, так как в определенный момент они начинают взаимно влиять друг на друга, снижая тем самым производительность. В результате каждая установка производит меньше энергии.
Главная задача тех, кто проектирует ветряные фермы, состоит в том, чтобы обеспечить каждой ветряной турбине свободный доступ к высокоскоростному потоку ветра, тому, который позволит получить больше электроэнергии. Поток этот над установками намного более мощный, нежели под ними. Следовательно, максимально повысить производительность турбин можно, просто смешивая два этих потока, в один!
Ученые полагают, что сделать это помогут турбины нового типа. Их лопасти вращаются не в горизонтальной, традиционной плоскости, а в вертикальной. Подобные вертикальные ветрогенераторы сделают завихрения потоков более мощными, если при этом лопасти установок, что расположены поблизости, будут вращаться в иных направлениях.
Такой подход является отличной идеей, ведь он позволяет повысить производительность ветросиловых установок не увеличением их числа, а за счет иных факторов:
• оптимизации их количества;
• смены плоскости вращения лопастей;
• расчета их размещения;
• учета всех особенностей ландшафта.
Уже в ближайшее время ученые из Кембриджа, США, планируют приступить к испытаниям и реализации своих идей в реальных условиях ветряной фермы.
Ученые из Германии пошли еще дальше: они решили создать принципиально новый тип ветросиловых установок, в виде воздушного змея! Ожидается, что такие установки-змеи смогут «собирать» мощные потоки ветра на большой высоте, той, которая недоступна обычным установкам. Технически воплотить эту идею в реальность непросто. Ученые из компании Enerkite работают над поиском решения в этом вопросе уже шесть лет.
Будущие ветрогенераторы-воздушные змеи будут успешно производить электроэнергию из ветра, но на впечатляющей высоте, до 300 метров и выше.
Работать это будет примерно так: установка будет подыматься вверх, а веревка будет вращать катушку-генератор, для производства энергии. Вверх, на высоту около 300 метров, этот змей будет идти по траектории в форме восьмерки. Затем он будет резко снижаться, собирая электроэнергию.
Если в ближайшем будущем немецким ученым из Enerkite удастся реализовать свою задумку на практике, это станет настоящим прорывом в возобновляемой энергетике.