Vai vertikālās turbīnas radīs vairāk vēja?

Nomaļais Aļaskas ciemats Igiugig, kurā dzīvo aptuveni 50 cilvēki, būs pirmais, kas demonstrēs jaunu pieeju vēja enerģijai, kas varētu palielināt jaudu un, kā saka tā izgudrotāji, padarīt to pieejamāku.

Vēja pārbaude: Trīs 10 metru vertikālās ass vēja turbīnas demonstrācijas objektā Kalifornijā.

Jau vairākus gadu desmitus vēja industrijas tendence ir bijusi padarīt vēja turbīnas lielākas un lielākas, jo tas ir uzlabojis efektivitāti un palīdzējis samazināt izmaksas.

Džons Dabiri , Caltech aeronautikas un bioinženierijas profesoram, ir ķecerīga ideja. Viņš uzskata, ka veids, kā samazināt vēja enerģijas izmaksas, ir izmantot nelielas vertikālās ass vēja turbīnas, vienlaikus izmantojot datormodeļus, lai optimizētu to izvietojumu vēja parkā, lai katra turbīna palielinātu kaimiņu jaudu.

Dabiri ir demonstrējis pamatideju 24 turbīnu testa paraugā Kalifornijas dienvidos. Dotācijas 6 miljonu ASV dolāru apmērā no Gordona un Betijas Mūru fonda un ASV Aizsardzības departamenta ļaus viņam noskaidrot, vai šī pieeja var samazināt vēja enerģijas izmaksas Igiugig. Pirmās 10 turbīnas tiks uzstādītas šogad, un mērķis ir galu galā uzstādīt 50 līdz 70 turbīnas, kas ražotu aptuveni tikpat daudz jaudas, cik ciematā pašlaik tiek izmantoti dīzeļģeneratori. Dabiri arī uzstāda turbīnas esošajā vēja parkā Palmspringsā, Kalifornijā, izmantojot savus modeļus, lai ražotu enerģiju, starp esošajām turbīnām uzstādot jaunas.

Parasti, vējam ejot apkārt un cauri vēja turbīnai, tas rada turbulenci, kas satriec pa straumi esošās turbīnas, samazinot to jaudu un palielinot nolietojumu. Dabiri saka, ka vertikālās ass turbīnas rada modināšanu, kas var būt noderīga citām turbīnām, ja tās ir pareizi novietotas.

Šāda veida vēja turbīnu lāpstiņas ir izvietotas vertikāli — kā stabi uz karuseļa, nevis spieķi uz riteņa, kā parastajām vēja turbīnām. Vējš, kas pārvietojas ap vertikālās ass turbīnām, paātrinās, un lāpstiņu vertikālais izvietojums pakārtotajās vēja turbīnās ļauj tām efektīvi uztvert vēju, paātrināt un radīt vairāk enerģijas. (Parastās vēja turbīnas rotējošās lāpstiņas uztvertu tikai daļu no ātrākā vēja, kad tās iet cauri — tas faktiski pasliktina turbīnas veiktspēju, jo palielina slodzi uz lāpstiņām.) Izkārtojums ļauj salikt vairāk turbīnu uz gabala. zemes.

Mazs vējš: Izmēģinājuma parauglaukumā Losandželosas apgabalā, Kalifornijā, Džons Dabiri pārbauda savas koncepcijas par vēja parkiem, kas izgatavoti no mazām vertikālās ass vēja turbīnām.

Dabiri vēja turbīnas ir 10 metrus augstas un ģenerē trīs līdz piecus kilovatus, atšķirībā no 100 metrus augstām, vairāku megavatu iekārtām tradicionālajās vēja parkos. Viņš saka, ka mazākos ir vieglāk ražot un tie varētu maksāt mazāk nekā parastie, ja tie tiktu ražoti lielā apjomā. Viņš arī saka, ka uzturēšanas izmaksas varētu būt mazākas, jo ģenerators atrodas uz zemes, nevis 100 metru torņa augšpusē, un tādējādi tam ir vieglāk piekļūt. Vēja parka veiktspēja Igiugig palīdzēs noteikt, vai viņa aplēses par uzturēšanas izmaksām ir pareizas.

Dabiri saka, ka mazām, vertikālām vēja turbīnām ir citas priekšrocības. Lai gan parasto vēja turbīnu radītais troksnis ir licis dažām kopienām rīkot kampaņas, lai tās nojauktu, viņa turbīnas gandrīz nav dzirdamas, viņš saka. Viņi arī mazāk nogalinās putnus. Un viņu īsais profils ir piesaistījis 1 miljonu USD dotāciju no Aizsardzības departamenta, lai izpētītu to izmantošanu militārajās bāzēs. Tā kā tie ir īsāki, tie mazāk traucē helikopteru darbību un radaru nekā parastās vēja turbīnas.

Tomēr šī pieeja saskaras ar dažām problēmām. Vertikālās ass vēja turbīnas nav tik efektīvas kā parastās — pusi no laika lāpstiņas faktiski kustas pret vēju, nevis rada nepieciešamo pacēlumu, griežot ģeneratoru. Tā kā asmeņi alternatīvi uztver vēju un pēc tam virzās pret to, tie rada konstrukcijas nodilumu, saka. Felkera forts , Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas Nacionālā vēja tehnoloģiju centra direktors. Dabiri, un pētnieki, piemēram, Aleksandrs Šmits Prinstonas universitātē saka, ka viņi strādā pie uzlabotiem turbīnu projektiem, lai risinātu dažas no šīm problēmām.

Felkers atzīmē, ka Dabiri pieejai būs arī jāuzstāda tūkstoš reižu vairāk vēja turbīnu, kas potenciāli prasīs miljoniem vēja turbīnu, nevis tūkstošiem, lai radītu ievērojamas ASV elektroenerģijas piegādes daļas. Un viņš atzīmē, ka pēdējo desmitgažu laikā vēja industrija ir pierādījusi, ka arvien lielāku vēja turbīnu izgatavošana samazina izmaksas (jauni modeļi paaugstina vēja enerģiju uz nākamo līmeni, lielizmēra vēja turbīnas virzās uz jūru un briesmoņa meklējumi Vēja turbīnas lāpstiņa . Es uzskatu, ka došanās otrā virzienā nebūs veiksmīga, viņš saka. Es domāju, ka matemātika nedarbojas.

Felkers domā, ka Dabiri pieeja varētu izrādīties piemērota mazām, izolētām vietām, piemēram, Igiugig, kur var būt svarīga vienkāršāka būvniecība un apkope. Bet, ja jūs mēģināt pārveidot kopējo enerģijas ekonomiku, viņš saka, jums ir jādara liels.

paslēpties