Lidojošās vējdzirnavas

Likvidētās jūras spēku bāzes betona vadības tornī, kas atrodas netālu no Oklendas, Kalifornijā, inženieru komanda būvē to, ko vislabāk varētu saukt par bezpilota lidaparāta un vēja turbīnas hibrīdu.

120 mārciņas smagajam kuģim ir rotori uz spārniem, lai helikoptera stilā paceltu to debesīs; plāns saite piestiprina to pie platformas. Nokļūstot gaisā, kuģis sāk slīdēt kā pūķis, un tā 26 pēdu spārnu plētums riņķo 250 pēdas virs galvas. Tagad dzenskrūves kļūst par ģeneratoriem, kas brīvi griežas un ģenerē elektrību, kas plūst pa nospriegoto saiti un kādu dienu nonāk vietējā tīklā.

Šis Makani Power izstrādātais kuģis ir ilglaicīgs mēģinājums risināt vienu no pasaules grūtākajām problēmām: iegūt tīru, lētu enerģiju. Pašlaik vēja enerģija maksā no pieciem līdz 10 centiem par kilovatstundu, bet elektroenerģijas cena no ogļu dedzināšanas var nokrist zem četriem centiem par kilovatstundu. Savukārt Makini Power mērķis ir samazināt vēja enerģijas cenu līdz trim centiem par kilovatstundu.

Izmantojot vēja enerģiju, lielākā daļa enerģijas ražošanas izmaksu ir saistīta ar milzīgu lāpstiņu un turbīnu būvniecību un uzturēšanu. Makani uzskata, ka tā transportlīdzekļa izgatavošana maksās lētāk nekā parastās turbīnas un efektīvāk iegūs vēja enerģiju, jo tā lidojuma modelis ļauj tam ražot enerģiju vairāk vēja apstākļos. Burvība ir lidošanā sānvējā, saka izpilddirektors Korvins Hārdhems, atsaucoties uz to, kā transportlīdzeklis pārvietojas perpendikulāri vējam kā pūķis. Mēs izmantojam aerodinamiku, lai rotorus kustinātu daudzas reizes ātrāk par faktisko vēja ātrumu.

Uzņēmums ir veicis virkni izmēģinājuma lidojumu, t.sk lidojums šoruden kura laikā oglekļa šķiedras prototips ar 26 pēdu spārnu platumu radīja piecus kilovatus jaudu. Divu gadu laikā uzņēmums cer iegūt 88 pēdu garu spārnu, kas ģenerē 600 kilovatus — aptuveni trešdaļu no tā, ko spēj radīt liela parastā vēja turbīna. Uz rasējamā dēļa atrodas milzīgs spārns piecu megavatu ģenerēšanai.

Uzņēmuma projekts ir izraisījis zināmu finansētāju interesi. Google ieguldīja uzņēmumā 15 miljonus ASV dolāru, un 2010. gada septembrī Makani ieguva 3 miljonu ASV dolāru dotāciju no Enerģētikas departamenta programmas ARPA-E, kas finansē augsta riska idejas, kas varētu novest pie tā, ko aģentūra sauc par pārveidojošām un graujošām enerģijas tehnoloģijām.

Hārdhems ir kaislīgs pūķu sērfotājs, un 2006. gada vidū viņš strādāja inženieru firmā Squid Labs, kad viņam radās ideja izmantot līdzīgu aerodinamiku enerģijas iegūšanai. (Kaitērfingā braucējs stāv uz dēļa, un viņu velk liels neilona izpletnis.) Mūsdienās 20 cilvēku lielais uzņēmums aizņem Spartan, militāras telpas ar mašīnu darbnīcu aizmugurē un montāžas zonu priekšā. Kompozītmateriālus cep pārvadāšanas konteinerā ārā; vecā vadības torņa ēka kalpo kā pusdienu telpa un neregulāra bārs. Hardham uzņēmuma situāciju raksturo kā pazemīgu un perfektu. Viņš saka: ir acīmredzama priekšrocība būt veiklākam nekā lielajām korporācijām.

Makani tehnoloģija ir izstrādāta, lai izmantotu salīdzinoši nemainīgos vējus, kas pūš krietni virs zemes. Parastās vēja turbīnas sasniedz aptuveni 300 pēdu augstumu, un lāpstiņu gali sasniedz 500 pēdas, un pēc tam stabilu konstrukciju būvniecība kļūst pārmērīgi dārga. Pētot vēja enerģijas potenciālu, Hardham sastapās 1980. gada papīrs Mails Loids piedāvāja piesietu spārnu, kas varētu pacelt vējdzirnavu biznesa galu jebkurā augstumā.

Pārbaudes lidojums: Laika intervāla fotoattēlā redzama gaisa vēja turbīnas lidojuma trajektorija. Transportlīdzeklis ir piesiets pie pārveidotas ugunsdzēsēju mašīnas (apakšējā kreisajā stūrī), veicot testu attālā Šermanas salas apgabalā, Kalifornijā.

Makani gaisa vēja turbīna sastāv no vairākām turbīnām, kas piestiprinātas pie spārna, kas ir piesiets pie zemes. Lidojuma laikā transportlīdzeklis ieņem tādu pašu ceļu kā vēja turbīnas lāpstiņas gals, sekojot apli, kas ir perpendikulārs vēja virzienam. Pateicoties sānvēja aerodinamikai, kas rada straujas apļveida kustības, kas pazīstamas ikvienam, kurš brāzmainā dienā ir lidojis ar pūķi, šķietamais vēja ātrums, kas skar rotorus, var būt pat 10 reizes lielāks par faktisko vēja ātrumu.

Tā kā spārns efektīvāk izmanto vēju nekā fiksētā turbīna, Hardham saka, un tas ir izgatavots no mazākiem, vieglākiem materiāliem, tam vajadzētu ražot enerģiju ar zemākām izmaksām. Apkopi var veikt uz zemes, nevis vēja turbīnas torņa augšpusē.

Vēja novākšana lielā augstumā joprojām saskaras ar skeptiķiem. Tā ir patiešām interesanta ideja ar potenciāli ievērojamiem ieguvumiem, taču mēs esam pašā sākumā, lai noskaidrotu, vai tā darbosies, saka Forts Felkers, Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas Nacionālā vēja tehnoloģiju centra direktors Goldenā, Kolorādo. Tomēr viņš saka, ka bažas rada uzticamība, drošība un ekonomika. Lidaparātiem, kas paredzēti vēja enerģijas ieguvei, lielāko daļu laika ir jālido, un vienmēr pastāv risks, ka tie var nosēsties skolas autobusā, saka Felkers.

Makani strādā pie drošības jautājumu risināšanas. Lai nosēdinātu kuģi, akumulatora jauda tiek nosūtīta uz rotoriem, ļaujot tai pāriet uz peldošo pozīciju, pirms tiek vinča atpakaļ uz Zemi. Sensoriem, kas izseko tādus faktorus kā transportlīdzekļa orientācija un pozīcija, kā arī vēja ātrums un virziens, jāļauj transportlīdzeklim autonomi nolaisties pat tad, ja tas izplūst no saites. Alternatīvi, vēja parka operators var nolaist veselu lidojošu turbīnu lauku, nospiežot pogu.

Tā kā gaisa turbīnas var lidot pa visdažādākajām reljefām, tās, visticamāk, vispirms tiks izvietotas vējainās vietās, kur parastās turbīnas ir grūti uzstādīt, piemēram, tās var lidot pāri okeānam. Jūras vēja turbīnām ir nepieciešami smagi, dārgi pamati, un tās nedrīkst būt pārāk tālu no krasta. Makani lidojošos ģeneratorus var piesiet pie bojām, kas noenkurotas ar kabeļiem jūras dibenā. Tos varētu novietot daudzu jūdžu attālumā no krasta, saka Hardhems, kur tie būtu ārpus redzesloka, ārpus prāta.

Hārdhems saka, ka Makani risina sarunas ar potenciālajiem partneriem par iekārtām Apvienotās Karalistes jūrā, un viņš cer, ka viņa sākotnējie klienti būs lieli vēja parku izstrādātāji, piemēram, BP un ​​Shell, kuri var atļauties izmantot pētnieciskāku pieeju.

paslēpties