Ветрогенератор без качающихся лопастей вырабатывает 1000 Вт электроэнергии

Моделирование тысяч проектов, проведенное группой под руководством доктора Рика Маллика из Инженерной школы имени Джеймса Уатта Университета Глазго, позволило найти оптимальное решение, позволяющее максимально увеличить выработку энергии без ущерба для прочности конструкции. Результаты исследования опубликованы в журнале Renewable Energy .

У турбин BWT есть множество преимуществ, включая тишину, компактность и простоту конструкции, а также меньшую потребность в обслуживании. В частности, BWT безопаснее для животных, таких как птицы. Для летающих животных быстро вращающиеся лопасти стандартных турбин могут выглядеть размытыми или даже невидимыми из-за эффекта «размытости движения», что повышает риск столкновения.

Долгое время традиционные ветряные турбины были основным выбором для преобразования ветра в электричество посредством вращения лопастей, которые, в свою очередь, приводят в действие генератор для выработки электроэнергии.

В отличие от них, ветрогенераторы работают по совершенно иному принципу, называемому вихреобразующими колебаниями (ВИК). Вместо вращающихся лопастей ветрогенераторы обычно представляют собой высокие, тонкие колонны, которые качаются на ветру подобно фонарным столбам.

Движение ветра создаёт вихри, которые заставляют всю конструкцию колебаться. Когда это колебание совпадает с собственной частотой колебаний конструкции, оно значительно усиливается. Это усиленное колебание затем преобразуется непосредственно в электричество.

В новом исследовании инженеры использовали компьютерное моделирование, чтобы определить, как следует конструировать будущие поколения BWT для максимальной эффективности. Маллик и его коллеги нашли идеальную золотую середину между вариантами конструкции, которая позволит максимально увеличить производительность BWT при сохранении прочности конструкции.

Исследование открывает новые возможности изучения влияния размеров опор (таких как высота и ширина) как на выходную мощность, так и на прочность конструкции ветрогенераторов. Ученые пришли к выводу, что идеальная конструкция — это опора высотой 80 см и диаметром 65 см.

Оптимальный баланс мощности и долговечности позволяет выдавать впечатляющие 460 Вт мощности, превосходя существующие практические прототипы, мощность которых достигает лишь около 100 Вт.

Новые результаты особенно важны для обеспечения безопасности конструкций при скорости ветра от 32 до 112 км/ч. По словам исследователей, их метод позволит масштабировать BWT до мощности 1000 Вт (1 киловатт) и более.